역삼투분리막 CSM 기술자료1 주식회사 새한 Global Initiative 21 - 10 - 1-2....

0차 례

Tec h no logy Express CSM

1. 주식회사 새한1-1 . 주요 사업장

1-2 . 회사 연혁

1-3 . 역삼투분리막 개발 이력

1-4 . 필터컴퍼니 조직

2. 역삼투분리막(REVERSE OSMOS IS ME MBRANE) 개요2-1 . 개 요

2-2 . 역삼투 원리

2-3 . 역삼투막의 종류

2-4 . 역삼투막의 특성

2-5 . CSM 의 성능

3. 새한 역삼투분리막 CSM3-1 . CSM 역삼투분리막의 모델명

3-2 . 주요 납품 실적

3-3 . 염수(b ra ckish w a ter)용 멤브레인

3-4 . 해수(se a w a ter)용 멤브레인

3-5 . 나노필터(NF) 멤브레인

3-6 . 한외여과(UF) 멤브레인

3-7 . 4 in ch 모 듈 및 부 품 도면

3-8 , 8 in ch 모 듈 및 부 품 도면

※ 가정용 역삼투분 리막

※ 마이크로필터

4. 물화학(W ATER CHEMISTRY)4-1 . 개 요

4-2 . 주요 분석 항목

1) 일반적 인 이온

2) 기타 이온

3) 수질의 일반적인 지표

S DI(Si l t D e ns i ty In de x)

탁도 (Turb idi ty)

제타 전위(Ze ta P o t entia l)

S CD (Stream ing C urr ent D e tecto r)

4 -3 . 분석 항목별 특성

pH

알칼 리도(A lka linit y)

S O 4(Su lfa te)

G lobal Ini tiative 21

0 차 례

C l(Ch lo r ide)

F( Fluo ride )

N O 3(N it ra te)

S (Su lfide )

P O 4(Ph osphate)

실리 카(Si l ica)

경도 (Ha rdn ess)

N a (Sod ium )

Fe , M n (Iron an d M anganese )

B a , S r(Ba rium an d S trontium )

A l(Alum inum )

C u, Zn (C opper a n d Z inc)

5. 전처리(PRE TRE ATMENT)5-1 . 개 요

5-2 . 스케일 제어 관련 이론

농축 수에서 염농도

L SI (La ngelier S ta b i l i ty Inde x)

S DS I(s t i ff a n d da vis s ta b il i ty in de x)

용해 도곱(so lub i l i ty p roduc t)

5 -3 . 스케일 제어

1) 산 주입(A cid In jection)

2) 스케일 억제제 및 분산제

3) 연수화 (W a ter S o ftning)

강산 성 양이온 교환 수지

약산 성 이온교환수지

4) 석회( l ime )를 이용한 연수화

5-4 . 산화제의 제어

5-5 . 파울링 제어

1) 일반 여재를 이 용한 여과

2) 산화 여과(oxida t ion fi l t ra t ion)

3) 응집( c oagula t ion)

4) 카본여 과(activat ed c ar bon fi lt ra t ion)

5) 일반 마이크로필터 여과

5-6 . 젤클리어(J elc leer)

6. 운전(OPERAT ION)6-1 . 개 요

6-2 . 시운전

1) 운전전 확인 항 목

0차 례


2) 시운전 순서 및 방법

6-3 . 주기적 관리항목

1) 전처리 설비

2) 역삼투 설비

3) 작업일 지 기록

6-4 . 데이터 보정

1) 염 제거율

2) 차압

3) 보정된 생산수량

7. 세정(CLEANING IN PLACE)7-1 . 개 요

7-2 . 역삼투분리막의 오 염 발생 원인

7-3 . 오염물질 분석

7-4 . 세정 시기

7-5 . 세정조의 크기 및 세정액 의 양

7-6 . 세정 과정

7-7 . 세정 약품

7-8 . 미생물 방지 약품

8. 역삼투분리막 모듈 교체8-1 . 베셀 열기

8-2 . 역삼투분리막 모듈 교체

8-3 . 베셀 닫기

8-4 . C ode L ine 베셀 관 련 도면

9. 문제해결(TROUBLE SHOOTING)9-1 . 개 요

9-2 . 염제거율이 감소한 경우 문제파악

1) 계측기 보정

전도 도 측정기/ 유량계/ 압력계

pH / 온도

2) 염 제거율이 낮 은 부분 파악

각각 의 베셀 생산수 TDS 검사

베셀 내 모듈별 수질 측정

막의 개별 물성 측정

9-3 . 염제거율 감소 원인과 방 지

1) 첫번째 막의 염 제거율 저하원인

2) 마지막 막의 염 제거율 저하원인

3) 부분적 으로 염제거율이 낮은 경 우


0 차 례

9-4 . 차압의 증가 원인 및 방지

9-5 . 분석적 접근

10. 부록10- 1 . 품질보증

10- 2 . 가동전 점검사항

10- 3 . 역삼투분리 막 가동 기록 양식

10- 4 . 농도 단위의 변환

10- 5 . 표준 해수 조성

10- 6 . 염의 용해도

10- 7 . 용액의 전기전도도

10- 8 . 이온의 전기전도도

10- 9 . 염화나트륨 의 비전도도

10-10 . C O 2용액의 pH에 따른 이온화도

10-11 . 염 화나트륨의 삼투압

10-12 . 각 용질의 농도별 삼투압

10-13 . 순 수에 C O 2가 녹 는 속도

10-14 . 온 도별 비저항 값

10-15 . 초 순수설비의 장치별 제거기능

10-16 . 폐 수처리공정

10-17 . 열 병합 발전소 수질 기준

10-18 . 반 도체별 제조용 수질 기준

10-19 . 일 반적인 수질분석 항목

10-20 . S DI에따른 최대 유량 및 회수율

10-21 . 변 수에 따른 CSM 성능변화

10-22 . 온 도 보정 계수(TCF)

10-23 . 유 용한 단위 환산표

CSMReverse Osmosis Membrane

1. 회사소개

1-1. 주요 사업장

1-2. 회사 연혁

1-3. 역삼투분리막 개발 이력

1-4. 필터컴퍼니 조직

http://www.saehancsm.co.kr

1주식회사 새한

Tec h n o logy Exp ress C SM- 9 -

1 -1 . 주요 사업장

본 사

주 소 : 서울특별시 마포구 공덕동 254-8 번지 새한빌딩

연구소

주 소 : 경기도 용인군 기흥읍 농서리 14번지(삼성종합기술원내)

경산사업장

주 소 : 경북 경산시 중산동 1번지

생산제품 : 에리트(학생복지), 에라스토(신축성 복지), 청정기능성원단(VP Y셔츠)

코드로이 제품, 각종 방적제품, 역삼투 분리막

구미사업장

주 소 : 경북 구미시 공단동 287번지

생산제품 : 폴리에스터 원면, 원사, 폴리에스터칩, 고상칩(PET병 원료), 플랜트사업

1. 주요 사업장

1 주식회사 새한

G lobal Ini tiative 21 - 10 -

1 -2 . 회사연 혁

1972년 제일합섬(주) 설립

1974년 구미1공장 준공 (폴리에스터 스테이플 화이버 생산)

1977년 신주공모에 의한 기업공개

1982년 폴리에스터 필라멘트 설비준공

1985년 폴리에스터 베이스필름 설비준공

1987년 인도 바로다레이온사와 합섬플랜트 수출계약

1988년 인도네시아 야손타그룹과 방적플랜트 수출계약

1988년 자회사인 제일시바가이기 주식회사 설립(에폭시 생산, 판매)

1989년 인도네시아 야손타그룹과 합자회사 설립계약

1989년 인도 오리사에 화섬 플랜트 수출계약

1990년 PP 스펀본드(spunbond) 부직포, 스판덱스(spandex)사업추진

1991년 인도 바로다레이욘사 플랜트 공장준공

1994년 구미공장 전제품 ISO-9002 획득

1994년 역삼투 분리막 국내최초 개발

1995년 삼성그룹에서 분리

1995년 가정용 역삼투 분리막 생산, 판매

1995년 구미2공장 준공(중합, 필름, 직방사, PS부직포, 소각로)

1996년 새한그룹으로 통합

1996년 산업용 역삼투 분리막 생산, 판매

1996년 경산사업장 장섬유공장, 청정기능성공장 준공

1997년 역삼투 분리막 IR 52 장영실상 수 상, K T마크 획득

1997년 "주식회사 새 한"으로 사명 변경, ISO14001 , 9002 인증

1999년 일본 도레이사와 합작법인 도레이새한(TSI) 설립

2000년 듀퐁사와 합작법인 듀퐁새한(DSI) 설립

2. 회사연혁

1주식회사 새한

Tec h n o logy Exp ress C SM- 11 -

1 -3 . 역삼투 분리 막 개발 이력

1990년 분리막 개발 착수 (제일합섬 기술연구소)

1993년 LAB. 개발 완료

염수(brackish water) & 해수(sea water) 용 역삼투분리막

1994년 (日) 후생성 승인 획득 (3월)

(美) F.D.A. 승인 획득 (6월)

시생산설비(pilot plant) 및 평가 설비 제작 완료

삼성전자 정수기용 가정용 분리막 생산·판매

분리막 판매팀의 영업 개시

삼성그룹 기술상 수여

산업용 분리막 삼성 계열사 테스트 실시

1995년 연구소 설비 이전 및 공장 건설 (경북 경산)

가정용 분리막의 본격적인 판매 시작

1996년 산업용 분리막의 본격 생산 및 판매

중국, 대만, 인도 등 아시아지역에 수출 시작

역삼투설비 부품 관련 선진사와 기술 교류 (ASI, ARGO, IONICS 등)

1997년 장영실상 수상 (IR52, 2월) -- 매일경제

생산 설비 증설 (산업용 8040 생산 능력 : 2만개/년) -- 경북 경산

가정용 정수기 분리막 시장 점유율 : 50%이상

LP, pumpless 분리막 개발

KT마크

ISO 14001, ISO 9002

1998년 해수용(SW) 분리막 해군적용(~99년까지 2년간)

3. 역삼투분리막 개발 이력

1 주식회사 새한


1 -4 . 필터컴 퍼니 조 직

4. 필터컴퍼니 조직

판매

산업용멤브레인

판매PART

멤브레인

수출팀PART

필터특수PART

(MF 내수,수출)

필터컴 퍼니

생산기술PART

(현장기술지원)

멤브레인개발팀

(멤브레인개발)

생 산

유 통 수처 리 설비

멤브 레인 관련

기술 지원

특수필터생산팀

(MF생산)

멤브레인생산팀

(멤브레인생산)

폐수PART

순수 PART

가정용멤브레인

판매PART

음용수설비


2. 역삼투분리막의 개요

2-1. 개 요

2-2. 역삼투 원리

2-3. 역삼투막의 종류

2-4. 역삼투막의 특성

2-5. CSM 의 성능

2역삼투분리막(REVERSE OSMOSIS M EMBRANE) 개요

Tec h no logy Express CSM- 15 -

2 -1 . 개 요

산업이 발달하고 인구가 도시에 집중되어, 산업폐수 및 생활하수로 인한 수질오염이 심

해지고, 강수량의 등락에 의한 용수부족이 보편화되어, 용수원의 확보 및 양질의 순수생

산이 어려워지고 있는 것이 현실이다. 이에 따라 필요한 순수를 얻기 위한 노력이 계속되

고 있으며, 물 속의 오염물을 제거하기 위해 역삼투법(reverse osmosis), 전기투석법

(electro dialysis), 증류법(distillation) 및 이온교환(ion exchange) 등의 방법이 개발되어

왔다. 이 중 에너지 소비량이 적고 운전이 간편하며, 자동화가 쉬운 역삼투법에 대한 관

심이 고조되고 있다. 원수의 화학적산소요구량(COD)이 4~10ppm 이고 증발잔유물(TDS)

이 100ppm이상인 물에서는 역삼투법을 활용하면 효율적으로 양질의 순수를 생산할 수

있다. 특히 유기물 오염이 심하고 미생물이 번식하고 있을 때는 활성탄 및 이온교환수지

의 오염이 심해지므로 역삼투법을 이용하는 것이 효율적이다.

역삼투법은 최근 물부족과 그에 따른 수질악화에 대응해 양질의 물을 확보하기 위하여

폐수재활용, 음용수 생산 및 초순수 생산 등에 적극적으로 활용되고 있으며, 특정 공업용

수 처리, 물질의 분리, 정제, 농축 등의 다양한 응용 분야에까지 활발하게 적용되거나 검

토되는 상황이다.

1. 개 요

2 역삼투분리막(REVERSE OSMOSIS MEMBRANE) 개요


2 -2 . 역삼투 원 리

역삼투막은 지지층(두께 약 50)과 분리기능을 가지는 활성층(두께 0.2∼0.8)으로

구성되어 있으며 역삼투 현상을 이용하여 용매와 용질을 분리하는 막이다.

농도차가 있는 두가지의 용액을 반투막으로 나누어진 수조 또는 용기에 분리해 놓았을

때 일정한 시간이 경과하면 저농도 용액의 물이 고농도 용액쪽으로 이동하여 수위에 차이

가 생기게 된다. 이러한 현상이 "삼투"현상이며 이때 발생하는 수위 차이 만큼의 압력이

"삼투압"이다. 이러한 상황에서 고농도 용액쪽에 삼투압 이상의 압력을 가하면 저농도 용

액쪽으로 물이 이동하게 되는데 이것을 "역삼투(reverse osmosis)"현상이라고 한다.

2. 역삼투 원리

반투막 반투막

삼투압

저농도 용액 고농도 용액 저농도 용액 고농도 용액

H2O H2O

압력

삼투현상 역삼투현 상



2 -3 . 역삼투 막의 종 류

C SM 은 (주)새한이 개발한 복합막으로써 과거 사용된 비대칭막 및 기타 분리막에 비해

염제거율과 생산수량면에서 뛰어난 성능을 지닌다. 비대칭막과 복합막은 재질 및 구조에

따라 나누어지며 그 특징은 다음과 같다.

비대칭막( ASYME TRIC M EM BRANE)…셀 룰로오스계(c ellu lo se ac eta te, C A ty pe)막

Lobe와 Sourirajan에 의해 개발된 막으로 두께가 100~200의 반투막이다. 이 막은

두께가 0.25~1의 조밀한 활성층과 수십 정도의 세공이 다수 존재하는 스폰지 형

태의 지지층으로 구성되며 이 두층이 같은 재질로 되어있는 것이 특징이다. 이들 두

층중 조밀한 구조의 활성층만이 염 제거작용에 영향을 주며 지지층은 활성층이 고압

에서도 견딜 수 있도록 지지하는 역할을 한다.

염의 분리작용을 하는 활성층의 두께가 전체의 1/1000 정도로 얇은 것은 물의 투과

에 대한 저항을 감소시켜 물의 막투과 유속을 증가시키기 위함이다. 활성층을 이용하

여 고압으로 염을 제거할 때 압력이 증가함에 따라 막투과 염제거율은 상승한다.

복합막( COM P O SITE M EM B RANE)…폴리아미 드계(po lyam ide, P A ty pe)막

복합막은 막의 분리기능을 담당하는 활성층(비대칭막의 조밀층)과 지지층(미세다공

층)이 기본적으로 다른 재질로 구성되어 있다. 이 막의 제법은 막 두께를 얇게하면 막

투과 유속이 증가한다는 용해 확산설을 기초로 하며 CARNELL & CASSIDY법,

FRANCIS법 및 초박막을 다공층 지지체에 직접 코팅(coating)하는 방법 등이 있다.

현재는 주로 계면중합법을 이용하여 역삼투 복합막을 제조한다.

복합막은 비대칭막에 배해 막의 표면적이 넓어서 단위압력 대비 막투과 유량이 많

으며 염제거율이 월등히 높은 특성을 가진다.

폴리아미드계막 과 셀룰로오스계 막의 비교

과거 역삼투분리막(reverse osmosis membrane)이 최초 개발된 시점에서 많이 사

용된 셀룰로오스계막은 운전 가능한 pH범위가 좁다는 점, 높은 압력을 사용하여 운전

에 필요한 비용이 많이 든다는 점, 미생물 방지를 위해 염소를 투입해야 된다는 점 등

의 여러 가지 단점 때문에 현재는 거의 사용되지 않는 추세이다. 이에 반해 폴리아미

드계막은 셀룰로오스계막과 비교할 때 pH 변화에 대해 안정성이 높고 낮은 압력에서

3. 역삼투막의 종류



도 운전이 가능하며, 염 제거효율까지 뛰어나 현재 사용되는 역삼투분리막의 주종을

이루고 있다.

항 목 폴리아미드계막 셀룰로오스계막 비 고

pH범위 2~12 4~6 pH조정 범위 차이

운전압력 (Kgf/) 15 30 동력비 차이

염제거율(%)

증발잔유물

(TDS)99+ 98 제거율 차이

실리카(SiO2) 99+ 95 제거율 차이

물리/화학적 안정성 안정 불안정

장기 운전시 물성저하 생산수량 염제거율

3년후

염투과율 30%↑ 100%↑후단 이온교환수지

의 재생주기에 영향염제거율99% → 98.7

%98% → 96%

살균용 산화제 제거 첨가

막의 오염 많음 적음

3. 역삼투막의 종류



2 -4 . 역삼투 막의 특 성

역삼투막의 분리특성

1) 무기물은 유기물보다 잘 분리된다.

2) 전해질은 비전해질보다 잘 분리된다.

3) 전해질의 경우 하전이 높으면 분리성이 높다. (3가 이온 > 2가 이온 > 1가 이온)

4) 무기 이온 제거율은 그 이온 특유의 수화값(hydration number), 수화이온 반경에 따라

영향을 받고 이온 반경이 큰 이온은 잘 제거된다.

5) 비전해질의 경우는 분자의 크기가 크면 잘 제거된다.

6) 가스염은 막을 투과하기 쉽고 암모니아, 염소, 탄산가스, 산소, 황화수소 등은 제거

율이 낮다.

7) 약산의 제거율은 낮다. 유기산중에서는 구연산 > 주석산 > 초산의 순서로 제거율이

높다.

분리 특성의 개요는 위와 같고 용질과 막의 선택적 흡착, 정전기적 작용, 수소결합성 등

을 모두 고려하여 용질의 분리 특성을 이해하는 것이 바람직하다.

역삼투막 CSM 의 특성

1) 생산수량(permeate flux), 염제거율(salt rejection) 이 높다

2) 높은 강도를 가지는 엷은 활성층을 가진다

3) 넓은 pH범위에서 화학적으로 안정하다

4) 막의 수명이 길다

5) 물리적으로 미생물에 견디는 힘이 크다

6) 다른 형태에서도 사용될 수 있는 다양성을 가진다

7) 압력, 온도등의 운전조작 범위가 넓다

8) 비용이 적게 든다

4. 역삼투막의 특성



2 -5 . CSM 의 성능

용질의 제거율(B E, B N 등급의 CSM )

NO 용 질 제 거 율 (%) 분 자 량

1 불화나트륨(NaF) 99 42

2 시안화나트륨(NaCN) 98 49

3 염화나트륨(NaCl) 99 58

4 실리카(SiO2) 99 60

5 탄산수소나트륨(NaHCO3) 99 84

6 질산나트륨(NaNO3) 96 85

7 염화마그네슘(MgCl2) 99 95

8 염화칼슘(CaCl2) 99 111

9 황산마그네슘(MgSO4) 99 120

10 황산니켈(NiSO4) 99 155

11 황산구리(CuSO4) 99 160

12 포름알데히드 35 30

13 메탄올 25 32

14 에탄올 70 46

15 이소프로판올 90 60

16 요소(Urea) 70 60

17 젖산(pH2) 94 90

18 젖산(pH5) 99 90

19 포도당(Glucose) 98 180

20 자당(Sucrose) 99 342

21 염소 살균제 99 -

22 생물학적 산소 요구량(BOD) 95 -

23 화학적 산소 요구량(COD) 97 -

5. CSM 의 성능

※ 각 항목의 제거율은 제품사양서의일반적인 테스트 기준에서 측정한 것임.



이온의 제거율(B E, B N 등급의 CSM )

NO 이 온 제 거 율 (%)

1 나트륨(Na) 97

2 칼슘(Ca) 99

3 마그네슘(Mg) 99

4 칼륨(K) 98

5 철(Fe) 99

6 망간(Mn) 99

7 알루미늄(Al) 99

8 암모니아(NH4) 99

9 구리(Cu) 99

10 니켈(Ni) 99

11 아연(Zn) 99

12 스트론슘(Sr) 98

13 카드뮴(Cd) 99

14 은(Ag) 99

15 수은(Hg) 99

16 염소(Cl) 99

17 탄산수소(HCO3) 98

18 황산(SO4) 99

19 질산(NO3) 96

20 불소(F) 98

21 실리카(SiO2) 99

22 인산(PO4) 99

23 바륨(Br) 98

5. CSM 의 성능

※ 각 항목의 제거율은 제품사양서의일반적인 테스트 기준에서 측정한 것임.


3. 제품 소개

3-1. CSM 역삼투분리막의 모델명

3-2. 주요 납품 실적

3-3. 염수(brackish water)용 멤브레인

3-4. 해수(sea water)용 멤브레인

3-5. 나노필터(NF) 멤브레인

3-6. 한외여과(UF) 멤브레인

3-7. 4 inch 모듈 및 부품 도면

3-8, 8 inch 모듈 및 부품 도면

※ 가정용 역삼투분리막

※ 마이크로필터

3CSM 제품 소개


멤브레인 모델명

1. CSM 역삼투분리막 모델명

RE-8040-BN

① 모듈의 종류

- RE : 역삼투분리막(Reverse Osmosis Element)

- UE : 한외여과막(Ultrafiltration Element)

- NE : 나노필터(Nanofilt ration Element)

② 모듈의 직경

- 80 : 8.0 inch

- 40 : 4.0 inch

- 25 : 2.5 inch

③ 모듈의 길이

- 40 : 40 inch

- 21 : 21 inch

④ 모듈의 특성

1) 첫번째 알파벳

- B : 염수용 분리막(Brackish water membrane)

- T : 상수용 분리막(Tap water membrane)

- S : 해수용 분리막(Sea water membrane)

2) 두번째 알파벳

- N : 일반(Normal grade)

- E : 넓은 막면적(Extended area effective)

- R : 높은 염제거율(High rejection)

- L : 저압용(Low pressure use)

3 CSM 제품 소개


업체 위치 모델 용량 적용시점 비 고 / 용 도

삼성전자 구미 RE-4040-BN 10 톤/시간 95년 10 월 98 년 12월교체

SKC 천안 RE-4040-BN 10 톤/시간 96년 03 월 99년 신규설비용 추가

새한 경산 RE-8040-BN 100톤/시간 96년 05 월 당사

아남S&T 천안 RE-8040-BN 30 톤/시간 96년 09 월 초순수용

새한미디어 충주 RE-8040-BN 30 톤/시간 96년 10 월

기아자동차 아산만 RE-8040-BN 400톤/시간 96년 12 월

전력연구원 영광원전 RE-2540-S 96년 12 월 방사성폐액처리 설비

두산전자 증평 RE-8040-BE 30 톤/시간 97년 07 월 무방류 시스템

삼성SDI(전관) 가천 RE-8040-BN 250톤/시간 97년 07 월

청호정밀 독도 RE-4040-SR 97년 08 월 교체용 납품

새한 구미 RE-8040-BN 150톤/시간 97년 09 월 당사

삼성전기 수원 RE-8040-BN 30 톤/시간 97년 10 월

삼성전자 온양 RE-8040-BE 100톤/시간 97년 10 월

삼성엔지니어링 용인 RE-4040-BL 97년 10 월 삼성전기 재활용 테스트

현대전자 중국상해 RE-8040-BN 50 톤/시간 97년 10 월

SK( 유공) 울산 RE-8040-BN 120톤/시간 97년 12 월

삼성의료원 서울 RE-4040-BL 3톤/시간 97년 12 월 저압용막

한보철강 당진 RE-8040-BE 27 톤/시간 98년 01 월

한국전력 평택 RE-8040-BE 100톤/시간 98년 01 월

한국전자 구미 RE-8040-BN 100톤/시간 98년 01 월 CA를 PA로 설비변경

2. 주요 납품 실적

3CSM 제품 소개


업체 위치 모델 용량 적용시점 비 고 / 용 도

포스코 포항 RE-8040-BN 60톤/시간 98년 03월

삼성항공 사천 RE-8040-BN 60톤/시간 98년 03월

현 대 자 동 차 연 구 소 남양만 RE-8040-BE 100톤/시간 98년 03월

삼 성 코 닝 정 밀 유 리 구미 RE-8040-BN 20톤/시간 98년 05월

해군 진해 RE-4040-SR 320개 98년 06월 해수담수화용

LG 실트론 이천 RE-9040-BE 30톤/시간 98년 07월 폐수재활용

동부제강 당진 RE-8040-BE 540톤/시간 98년 08월

현대자동차 아산 RE-8040-BE 200톤/시간 98년 09월 무방류 시스템

삼성전기 중국상해 RE-4040-BN 2톤/시간 98년 12월

부산열병합 부산 RE-8040-BN 100톤/시간 99년 04월

현대자동차 아산 RE-8040-SN 15톤/시간 99년 04월 무방류 시스템

삼성전기 조치원 RE-8040-BE 40톤/시간 99년 05월

삼성전기 조치원 RE-8040-BE 40톤/시간 99년 05월 순수제조용

신안군청 홍도 RE-8040-SN 100톤/일 99년 05월 교체용 납품

LG실트론 구미 RE-8040-BN 120톤/시간 99년 05월 폐수 재활용

명신케미칼 부산 RE-8040-BE 20톤/시간 99년 08월

삼성전기 부산 RE-8040-BE 20톤/시간 99년 08월

삼양화성 전주 RE-8040-BE 190톤/시간 99년 10월

삼성전자 구미2 RE-8040-BE 15톤/시간 99년 10월

LG정밀 광주 RE-8040-BN 10톤/시간 00년 01월

2. 주요 납품 실적

3 CSM 제품 소개


구 분 단위BRACKISH WATER MEMBRANE

RE2521BN RE2540BN RE4021BN RE4040BN RE8040BN

PerfomanceFlux

GPD 250 600 800 2000 9000

m3/D 0.9 2.3 3.0 7.6 34.1

Salt rej. % 99.0 99.0 99.0 99.0 99.5

Test

Condition

pressure psig 225 225 225 225 225

temperature 25 25 25 25 25

NaCl(MgSO 4) ppm 2000 2000 2000 2000 2000

pH - 6.5-7 6.5-7 6.5-7 6.5-7 6.5-7

recovery % 15 15 15 15 15

Operating

Limits

max. SDI - 5 5 5 5 5

max. turbidity NTU 1 1 1 1 1

max. chlorine concentration ppm 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1

max. feed flow rate m3/hr 1.36 1.36 3.63 3.63 16

min. concentration flow m3/hr 0.22 0.22 0.91 0.91 3.6

max. pressure drop/element psig 15 15 15 15 15

max. temperature 45 45 45 45 45

pH range - 3-10 3-10 3-10 3-10 3-10

max. recovery % 20 20 20 20 20

Size

effective area

ft2 12 27 35 75 345

m2 1.1 2.5 3.3 7.0 31.8

element length inch 21 40 21 40 40

element diameter inch 2.5 2.5 4.0 4.0 8.0

permeate tube inner diameter inch - - - - 1.125

permeat tube outer diameter inch 0.75 0.75 0.75 0.75 -

permeat tube intrusion inch 0.5 0.5 0.1

Guide(Max.)

surface water

gfd 18 18 18 18 18

m3/D 0.8 1.8 2.4 5.1 23.5

softned well water

gfd 23 23 23 23 23

m3/D 1.0 2.4 3.0 6.5 30.0

RO permeategfd 28 28 28 28 28

m3/D 1.3 2.9 3.7 7.9 36.6

3. 염수용 분리막(brackish water membrane)

3CSM 제품 소개


구 분 단위BRACKISH WATER MEMBRANE

RE2521BL RE2540BL RE4040BL RE4040BE RE8040BE

PerfomanceFlux

GPD 350 700 2600 2200 11000

m3/D 1.3 2.6 9.8 8.3 41.6

Salt rej. % 98.0 98.0 98.0 99.0 99.5

Test

Condition

pressure psig 150 150 150 225 225


NaCl(MgSO 4) ppm 2000 2000 2000 2000 2000

pH - 6.5-7 6.5-7 6.5-7 6.5-7 6.5-7

recovery % 15 15 15 15 15

Operating

Limits

max. SDI - 5 5 5 5 5







pH range - 3-10 3-10 3-10 3-10 3-10

max. recovery % 20 20 20 20 20

Size

effective area

ft2 12 27 75 85 400

m2 1.1 2.5 7.0 7.9 37.2






Guide(Max.)

surface water

gfd 18 18 18 18 18

m3/D 0.8 1.8 2.4 5.8 27.3

softned well water

gfd 23 23 23 23 23

m3/D 1.0 2.4 3.0 7.4 34.8

RO permeate gfd 28 28 28 28 28

m3/D 1.3 2.9 3.7 9.0 42.4


3 CSM 제품 소개


구 분 단위TAP WATER MEMBRANE

RE2521TE RE2540TE RE4021TE RE4040TE

PerfomanceFlux

GPD 300 700 1050 2000

m3/D 1.1 2.6 4.0 7.6

Salt rej. % 98.0 98.0 98.0 98.0

Test

Condition

pressure psig 225 225 225 225

temperature 25 25 25 25

NaCl ppm 2000 2000 2000 2000

pH - 6.5-7 6.5-7 6.5-7 6.5-7

recovery % 15 15 15 15

Operating

Limits

max. SDI - 5 5 5 5

max. turbidity NTU 1 1 1 1

max. chlorine concentration ppm 0.1 0.1 0.1 0.1

max. feed flow rate m3/hr 1.36 1.36 3.63 16

min. concentration flow m3/hr 0.22 0.22 0.91 3.6

max. pressure drop/element psig 15 15 15 15

max. temperature 45 45 45 45

pH range - 3-10 3-10 3-10 3-10

max. recovery % 20 20 20 20

Size

effective area

ft2 12 27 35 75

m2 1.1 2.5 3.3 7.0

element length inch 21 40 21 40

element diameter inch 2.5 2.5 4.0 8.0

permeate tube inner diameter inch - - - -

permeat tube outer diameter inch 0.75 0.75 0.75 0.75

permeat tube intrusion inch 0.5 0.5

Guide(Max.)

surface water

gfd 18 18 18 18

m3/D 0.8 1.8 2.4 5.1

softned well water

gfd 23 23 23 23

m3/D 1.0 2.4 3.0 6.5

RO permeategfd 28 28 28 28

m3/D 1.3 2.9 3.7 7.9


3CSM 제품 소개


구 분 단위

TAP WATER MEMBRANE

RE2521TL RE2540TL RE4021TL RE4040TL

Perfomance

Flux

GPD 350 700 800 2200

m3/D 1.3 2.6 3.0 8.4

Salt rej. % 98.0 98.0 98.0 98.0

Test

Condition



NaCl(MgSO 4) ppm 2000 2000 2000 2000

pH - 6.5-7 6.5-7 6.5-7 6.5-7

recovery % 15 15 15 15

Operating

Limits

max. SDI - 5 5 5 5







pH range - 3-10 3-10 3-10 3-10


Size

effective area

ft2 12 27 35 345

m2 1.1 2.5 3.3 31.8



permeate tube inner diameter inch - - - -

permeat tube outer diameter inch 0.75 0.75 0.75 0.75


Guide(Max.)

surface water

gfd 18 18 18 18

m3/D 0.8 1.8 2.4 5.1

softned well watergfd 23 23 23 23

m3/D 1.0 2.4 3.0 6.5

RO permeate

gfd 28 28 28 28

m3/D 1.3 2.9 3.7 7.9


3 CSM 제품 소개


구 분 단위SEA WATER MEMBRANE

RE2521SN RE2540SN RE4021SN RE4040SN RE8040SN

PerfomanceFlux

GPD 225 500 600 1500 6200

m3/D 0.9 1.9 2.3 5.7 23.4

Salt rej. % 99.2 99.2 99.2 99.2 99.2

Test

Condition

pressure psig 800 800 800 800 800


NaCl(MgSO 4) ppm 32000 32000 2000 32000 32000

pH - 6.5-7 6.5-7 6.5-7 6.5-7 6.5-7

recovery (about) % 10 10 10 10 10

Operating

Limits

max. SDI - 5 5 5 5 5







pH range - 3-10 3-10 3-10 3-10 3-10

max. recovery % 20 20 20 20 20

Size

effective area

ft2 12 27 35 74 310

m2 1.1 2.5 3.3 6.9 29.0






Guide(Max.)

sea water

gfd 16 16 16 16 16

m3/D 0.7 1.6 2.1 4.2 18.9

softned well water

gfd 22 22 22 22 22

m3/D 1.0 2.2 2.9 5.8 25.8


m3/D 1.3 2.9 3.7 7.4 32.9

4. 해수용 분리막(sea water membrane)

3CSM 제품 소개


구 분 단위SEA WATER HIGH REJECTION MEMBRANE

RE4040SR RE8040SR

PerfomanceFlux

GPD 1000 4000

m3/D 3.8 15.1

Salt rej. % 99.5 99.5

Test

Condition

pressure psig 800 800

temperature 25 25

NaCl(MgSO 4) ppm 32000 32000

pH - 6.5-7 6.5-7

recovery % 10 10

Operating

Limits

max. SDI - 5 5

max. turbidity NTU 1 1

max. chlorine concentration ppm 0.1 0.1

max. feed flow rate m3/hr 3.63 16

min. concentration flow m3/hr 0.91 3.6

max. pressure drop/element psig 15 15

max. temperature 45 45

pH range - 3-10 3-10

max. recovery % 20 20

Size

effective area

ft2 74 310

m2 6.9 29.0

element length inch 40 40

element diameter inch 4.0 8.0

permeate tube inner diameter inch - 1.125

permeat tube outer diameter inch 0.75 -


Guide(Max.)

sea water

gfd 16 16

m3/D 4.3 18.7

softned well water

gfd 22 22

m3/D 5.8 25.8

RO permeategfd 28 28

m3/D 7.4 32.9

4. 해수용 분리막(sea water membrane)

3 CSM 제품 소개


구 분 단위NANOFILTRATION MEMBRANE

NE2540 NE4021 NE4040 NE8040-N NE8040-E

PerfomanceFlux

GPD 1000 1300 2700 12000 14000

m3/D 3.8 4.9 10.2 45.4 52.9

MgSO 4(NaCl) rej. % 99.5(40) 99.5(40) 99.5(40) 99.5(40) 99.5(40)

Test

Condition

pressure psig 225 225 225 225 225


NaCl(MgSO 4) ppm 2000 2000 2000 2000 2000

pH - 6.5-7 6.5-7 6.5-7 6.5-7 6.5-7

recovery (about) % 15 15 15 15 15

Operating

Limits

max. SDI - 5 5 5 5 5



max. feed flow rate m3/hr 1.36 3.63 3.63 16 16




pH range - 3-9 3-9 3-9 3-9 3-9

max. recovery % 20 20 20 20 20

Size

effective area

ft2 27 35 75 345 345

m2 2.5 3.3 7.0 31.8 31.8



permeate tube inner diameter inch - - - 1.125 1.125

permeat tube outer diameter inch 0.75 0.75 0.75 - -

permeat tube intrusion inch 0.5 0.5 0.1 0.1

Guide(Max.)

surface water

gfd 20 20 20 20 20

m3/D 2.0 2.6 5.7 26.2 26.2

softned well water

gfd 28 28 28 28 28

m3/D 2.9 3.7 7.9 36.6 36.6


m3/D 3.6 4.6 10.0 45.7 45.7

5. 나노필터(NF) 분리막

3CSM 제품 소개


구 분 단위ULTRAFILTRATION MEMBRANE

UE2521-PF UE2540-PF UE4040-PF UE8040-PF

PerfomanceFlux

GPD 500 1000 3500 14000

m3/D 1.9 3.8 13.2 52.9

Rej' Molecular weight(MWCO) - 50K~100K 50K~100K 50K~100K 50K~100K

Test

Condition



Concentration - pure water pure water pure water pure water

pH - 6.5-7 6.5-7 6.5-7 6.5-7

Operating

Limits

max. SDI - 5 5 5 5







pH range - 3-10 3-10 3-10 3-10


Size

effective area

ft2 12 27 75 345

m2 1.1 2.5 7.0 31.8



permeate tube inner diameter inch - - - 1.125

permeat tube outer diameter inch 0.75 0.75 0.75 -


Guide(Max.)

surface watergfd 35 35 35 35

m3/D 1.6 3.6 9.9 45.7

softned well water

gfd 40 40 40 40

m3/D 1.8 4.1 11.4 67.2

RO permeate

gfd 45 45 45 45

m3/D 2.0 4.6 12.8 75.6

6. 한외여과(UF) 분리막


4. 물화학

4-1. 개 요

4-2. 주요 분석 항목1) 일반적인 이온

2) 기타 이온

3) 수질의 일반적인 지표

S DI( Sil t D e ns it y In de x)

탁도(Turb id i ty)

제타전위( Ze ta P o tentia l)

S CD ( Stream ing C urrent D e tecto r)

4-3. 분석 항목별 특성

pH

알칼리도( A lka l inity)

S O 4(Su lfa te)

C l(C h lo r ide )

F(Fluo r ide )

NO 3(N i t ra te)

S ( Sulfide )

P O 4(Ph osphate)

실리카( Sil ica)

경도(H a rdn ess )

Na (Sod ium )

Fe , M n (Iron an d M anganese )

Ba , S r(Ba rium an d S trontium )

A l(Alum inum )

C u, Zn (Copper a n d Z inc)


4물화학(W ATER CHEM IST RY)

- 59 -

4 -1 . 개 요

물에서 일어나는 화학적 현상을 이해하는 것은 역삼투설비에서 생산수의 회수율에 따른

스케일(scale) 형성의 가능성을 판단하는데 아주 중요하다. 따라서, 물속에 존재하는 이온

들의 종류와 그 특성 및 반응하는 방식에 대해서 정확하게 이해할 필요가 있다.

단위

m g/L : 물 1,000g에 용질 1mg 이 존재. 즉, 물 1,000,000g에 1g 존재

→ ppm (Parts Per Million)

ppm AS C ALC IUM C ARBONATE (AS CaCO3) :

- 물에 존재하는 이물질을 전하를 띤 분자의 상대적인 농도로 나타냄

- 다른 이온들과의 반응 가능성을 효과적으로 나타낼 수 있는 단위

- CaCO 3(분자량:100, 2가 이온)의 분자량과 이온의 원자가 전하를 기준으로 사용

- 비이온 물질인 경우에는 원자가를 1로 계산

- 부록 참조

E X) 'A '가 C aCO 3 분자량의 두배(M W :200 )이고 3가의 전하를 가질 때,

'A '의 농도를 C aCO 3에 대한 상대 적 수치로 환산하면 ;

'A '의 측정 농도에 곱할 계수 를 다음과 같이 구한다.

A c o n c e n t r a ti o n a s C a C O A X1 0 0

2 0 0X

3

23

3

3

( C a C O

( A )

( C a C O )= 의 측 정치

의 분 자 량

의 분 자 량

의 전 하

의 전 하( A

- 안정된 상태에서 물에 함유되어있는 양이온과 음이온의 양은 CaCO 3의 농도로 환

산할 때 서로 같다. 일반적으로 물을 분석하여 양이온의 양과 음이온의 양의 차이

가 10% 이내가 되어야 어느 정도 정확한 분석이 되었다고 할 수 있다. 만일 오차

가 10%를 넘으면 원수 샘플을 다시 분석해보는 것이 좋다.

1. 개 요

G lobal Initiative 21

4 물화학(W ATER CHEMISTRY)

- 60 -

4 -2 . 주요 분석 항목

1 ) 일반적인 이온(IO N)

음이온 ;

알칼리도(alkalinity) - 탄산수소기(HCO3), 탄산기(CO3), 수산기(OH)

황산 - SO4

염소 - Cl

불소 - F

질산 - NO3

양이온 ;

경도성분(hardness) - 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg)

나트륨 - Na

칼륨 - K

2 ) 기타 이온(IO N)

음이온 ;

실리카 - SiO2

황화물 - S(2가)

인산 - PO4

양이온 ;

철 - Fe(2가 혹은 3가)

망간 - Mn(2가 혹은 기타)

알루미늄 - Al(3가)

바륨 - Ba

스트론튬 - Sr

구리 - Cu

아연 - Zn

2. 주요 분석항목



- 61 -

3 ) 수질의 일반적 인 지표

S D I(Si l t D e ns i ty Inde x)

파울링 지수(fouling index)라고도 하여 분리막(membrane) 에 오염(fouling)이 일어

날 수 있는 가능성을 나타내는 척도로 사용된다. 0.45 필터를 사용하여 부유물(SS,

suspended solid)성분에 의해 일어나는 오염의 정도를 측정한다.

47mm 직경의 필터에 30 psig의 압력으로 물을 흘려 측정한다. 처음 500mL 의 물

이 흐르는데 걸리는 시간(T0)을 잰 후 15분(T)이 지난 후 다시 500mL의 물이 흐르는

데 걸리는 시간(T1)을 재 이 두 가지 시간의 비율을 척도로 사용한다(이때 계산할 T의

단위는 분으로 한다).

S D I = 1 0 0 X 1 - (T T

T0 1

/ )

SDI 측정은 역삼투분리막(RO membrane)에서 일어나는 것과 동일한 현상을 이용

하는 것이 아니라는 데 한계점이 있다. SDI를 측정할 때 모든 SS 성분이 필터에 여과

된다. 하지만 역삼투분리막에서는 상당 부분의 오염물질들(foulants)이 역삼투분리막

표면을 따라 농축수 쪽으로 흘러나간다. 따라서 높은 SDI 수치가 역삼투 분리막에 즉

각적인 오염이 일어날 수 있다는 절대적인 근거는 아니다. 반대로 낮은 SDI 수치라

해도 역삼투분리막의 오염이 심하게 일어날 수 있다. 일반적으로 볼 때 SDI가 3 아래

이면 오염은 심하지 않으며 5이상이 될 경우 심한 오염이 일어날 수 있다.

탁도( Tur bid i ty)

탁도는 물의 맑은 정도로 오염 가능성(fouling potential)을 나타내는 지표이다. 탁도

계(turbidometer, nephelometer) 로 물속의 불순물들에 의해 산란되는 빛을 측정한다.

탁도가 1.0 이상이면 역삼투분리막(RO membrane) 표면이 오염(fouling)되는 경향이

대단히 높다. 이 수치는 대체로 NTU(Nephelometric Turbidity Unit)으로 표시하나 다

른 상대적인 단위를 사용하기도 한다.

SDI와 마찬가지로 탁도도 오염에 대한 잠정적인 지표일 뿐이다. 탁도가 높다고 높

은 탁도를 나타내는 물질들이 모두 역삼투분리막에 침전된다는 것을 의미하지는 않는




- 62 -

다. SDI에서와 같이 낮은 탁도에서 심한 오염이 생기는 경우도 발생한다. 또한 빛이

그대로 투과하는 오염물질들(foulants)도 상당수 있다. 결국 탁도나 SDI가 원수의 상

태를 나타내는 완벽한 척도는 아니다. 하지만 매우 유용하며 전처리 설비의 성능을

잘 나타내는 척도가 된다.

제타전위 (ZETA po tentia l)

유기물질의 부유물(SS, suspended solids) 성분은 외부에 음(-)전하를 가지는 경향

이 있다. 이 때문에 이들은 서로 뭉쳐지지 않는 반발력을 지니며 물에 분산되어 존재

한다. 하지만 이들이 역삼투분리막에서 처럼 농축되는 경우에는 큰 덩어리의 콜로이

드로 뭉쳐질 수 있으며 물에 분산될 수 있는 한계를 넘으면 침전된다.

제타전위는 물속에 분산되어 있는 입자들이 지닌 전하의 전체적인 경향을 나타내는

수치이다. 제타전위가 음일 경우 (-)전하의 부유물(SS) 성분들이 물에 분산되어 있을

가능성이 높다는 것을 의미한다. 제타전위가 0이라면 부유물(SS) 성분들이 서로 반발

하는 전하를 더 이상 가지지 않는다는 의미가 되며 이 때부터는 더 큰 입자로 응집되

어 침전할 가능성이 높아진다.

고분자 응집제를 투입하는 설비에서 제타전위는 큰 의미가 있다. 응집제의 투여량

은 미디어필터(media filter)의 전단에서 제타전위가 0이 되도록 조절해야 한다. 하지

만 역삼투설비(RO system) 의 전처리(pretreatment) 과정에 응집제를 투입하는 것이

반드시 추천되는 사항은 아니다.

S CD ( Stream ing C urrent D e tecto r)

SCD는 응집제를 투입하는 공정일 경우 사용하는 경우가 많다. SCD는 부유입자

(suspended particle) 를 둘러싸고 있는 이온들이 움직일 수 있도록 빠른 유속을 주었

을 때 그 움직이는 이온들이 내는 전류를 측정하는 장비이다. 만약 부유물질들의 전

하들이 응집제에 의해 중성화(neutralization)되었다면 이들 입자를 둘러 싼 자유 이온

들의 수는 줄어들 것이다. 따라서 SCD에 낮은 전류가 흐른다.




- 63 -

4 -3 . 분석 항목 별 특성

pH

pH는 물에 녹는 염(salt)의 용해도와 직결된다. 일반적으로 pH가 높아질수록 염의

용해도는 낮아진다. 또한 pH가 낮을 경우에는 물속에 CO2가 기체 형태로 존재하는

반면 pH가 높아질수록 HCO3 또는 CO3형태로 존재하며 이때 양이온들과 반응하여 스

케일이 형성될 수 있다.

알칼리도 (A lka l inity)

알칼리도(Alkalinity)는 물에서 수소 양이온을 제거하는 음이온들로 구성된다. HCO3

(bicarbonate), CO3(carbonate), OH(hydroxyl) 이온들이다. 이 이온들은 H+를 제거하

여 물의 pH를 높이는 작용을 한다.

일반적인 물에서 알칼리도의 대부분은 HCO 3의 형태로 존재한다1). pH8.3 이하에서

는 용해된 이산화탄소 이온과 평형상태를 이룬다. pH가 8.3이 넘을 경우 알칼리도는

CO3 형태로 존재한다. 알칼리도는 자연적인 완충용액(buffer solution, pH의 변화를

둔화시킴)으로 이산화탄소와의 평형유지를 통해 pH의 변화를 억제하는 역할을 한다.

물은 대기중의 이산화탄소를 녹이며 산성의 물일 경우 지표에서 탄산칼슘(CaCO3)

을 녹여 pH가 올라가게 된다. 물이 HCO 3로 과포화된 상태에서도 물이 산성을 지닌다

면 과량의 HCO 3는 이산화탄소로 바뀐다. 만약 HCO 3가 과포화된 상태에서 물이 염기

성이라면 과량의 HCO 3는 CO3로 되며 이것이 과포화되면 다른 양이온 성분들과 함께

석출될 수 있다.

물은 알칼리도를 흡수하는 능력이 있으므로 자연상태의 물에는 탄산칼슘(CaCO3)이

거의 포화되어 있다. 이러한 물이 역삼투분리막에서 농축되면 탄산칼슘(CaCO3)의 침

전물이 생길수 있으며 다른 염(salt)들보다 선행하여 침전하는 것이 보통이다.

S O 4(Su lfa te)

Ca(calcium), Mg(magnesium), Ba(barium), Sr(strontium) 등 2가 이온이 존재할

경우 SO4(sulfate)의 용해도는 아주 낮다. 즉 상기 2가 이온들의 적은 양과도 반응하

여 석출될 가능성이 높다. SO4는 대부분의 원수에 상대적으로 높은 농도로 존재한다.

또한 pH를 조절하기 위해 황산을 첨가하면 SO4의 농도는 높아진다. 이로 인한 스케

일(scale) 형성은 원수의 2가 양이온을 줄이거나 통제하여 방지한다.

1)부록 10-10 참고

3. 분석 항목별 특성



- 64 -

C l(Ch lo r ide )

스케일(scale) 형성이라는 관점에서 Cl(chloride)는 역삼투설비에 큰 영향을 주지 않

는다. 대부분의 Cl 염(salt)들은 물에 잘 녹는다. 하지만 높은 농도의 Cl는 304급의 스

테인레스 스틸에 부식을 일으킬 수 있다. 농축수의 Cl농도가 수천 ppm 을 넘으면 31

6급의 스테인레스 스틸이 필요하다.

F( Fluo ride )

F(fluoride)의 농도는 일반적으로 아주 낮다. 하지만 F가 적절한 농도만큼 존재할 경

우 불화칼슘(CaF2, calcium fluoride) 염(salt)이 형성될 수 있으며 이것은 난용성 물질

이다.

NO 3(N i t r at e)

NO3(nitrate)는 용해도가 크게 문제되지 않는다. 문제는 역삼투설비에서 제거율이 낮

다는 점이다2). NO3는 전하를 띄는 정도가 약하기 때문에 역삼투분리막이나 이온교환

수지에서 다른 이온에 비해 잘 제거되지 않는다.

음용수에 존재하는 NO3를 포유동물이 먹을 경우 NO2(nitrite)가 생성될 수 있고 이 물

질은 혈액의 산소 교환능력을 떨어뜨려 심각한 문제를 일으킬 수 있다.

S ( Su lfide)

일반적으로 용해된 가스의 형태인 황화수소(H2S, hydrogen sulfide)로 존재한다. 산

소나 다른 산화제에 의해 산화되면 황 원소가 석출되어 나온다.

H2S 가스는 탈가스장치(degasifier)에 물을 통과시켜 제거할 수 있다. 혹은 미디어

필터(media filter) 전에서 의도적인 산화를 일으켜 석출되는 황을 여과할 수도 있다.

P O 4(Ph osphate)

강한 3가의 -전하를 띄는 PO4(phosphate)는 다가의 금속들과 결합하는 경향이 있

다. 중성 pH에서 인산칼슘(calcium phosphate)은 아주 제한된 용해성을 지니며 높은

pH에서도 용해도가 낮다. PO4가 역삼투설비의 원수에 존재하고 이 설비에 산을 주입

하는 장치를 하지 않은 경우 침전물이 형성될 가능성이 높다.

2)제2장 개요의 2-5 참조




- 65 -

실리카(Si l ica)

실리카(silica)는 한 번 침전되면 매우 안정한 물질이 되기 때문에 역삼투설비에서는

특별히 관심을 가져야 한다. pH 9 이하에서는 대부분의 실리카가 H4SiO4나 Si(OH)4의

(silicic acid) 형태로 존재한다. 낮은 pH에서 이 H4SiO4는 사슬을 형성하여 콜로이드

성 실리카가 된다. pH가 8을 넘으면 Si03(silicate anion)가 되고 높은 pH에서는 Ca

(calcium), Mg(magnisium), Fe(iron), Al(aluminum) 등의 염(salt)과 침전할 수 있다.

실리카로 인한 침전물질은 다시 용해시키기 매우 어려우나 상태가 심하지 않을 경

우 암모늄바이플로라이드(ammonium bifluoride) 용액으로 상당부분 세정할 수 있다.

하지만 암모늄바이플로라이드는 유독성 물질로 방류할 때 문제가 될 수 있다.

실리카의 용해도는 pH와 온도에 영향을 받는다. 실리카가 20 ppm 이상 역삼투설

비의 원수에 존재하면 이들의 침전 가능성을 고려해야 한다.

경도( Ha rdn ess )

Ca(calcium)과 Mg(magnesium)이 대부분의 경도 성분이며 다른 종류의 다가 이온

들은 경도에 미치는 영향이 미미하다. 경도 성분은 용액에서 침전되어 스케일(scale)

을 일으킬 수 있다.

대부분의 세제는 PO4(phosphate)나 다른 음이온성의 계면활성제(Surfactant)를 이

용하기 때문에 경도 성분이 있을 경우 세정 성능이 떨어진다.

경도 성분은 높은 농도의 HCO3(bicarbonate), CO3(Carbonate), SO4(sulfate), F

(fluoride), SiO3(silicate) 등이 있을 경우 석출, 침전되기 때문에 역삼투설비를 효과적

으로 운용하기 위해서는 경도 성분을 조절할 수 있는 방법을 강구해야 한다.

Na (Sod ium )

Na염(sodium salt)은 물에 아주 잘 녹는 물질이기 때문에 스케일 형성과는 관계가

없으나 고순도의 물을 제조하는 공정에서 아주 중요한 요소가 된다. 역삼투분리막에

의해 다른 이온들처럼 잘 제거되지 않기 때문이다3). 또한 역삼투설비 후단에 있는 이

온교환수지에서도 잘 제거되지 않는다. 따라서 고순도를 요하는 설비에서는 주요 오

염물질이 될 수 있다. 이 때문에 Na은 반도체 등의 회로에서 불량을 내는 주요 원인

이 될 수 있다.

3)제2장 개요의 2-5 참조




- 66 -

Fe , M n ( Iron an d M anganese )

Fe(iron)과 Mn(manganese)은 물에 녹는 환원된 상태(Fe2+)나 물에 녹지 않는 산화

된 형태(Fe3+)로 존재한다. Fe의 농도는 지하수의 경우에도 높을 수 있으며, 철(steel)

이 배관재, 전처리 여재용 탱크 등으로 사용된다면 전처리 설비가 철분 발생의 원인

이 될 수 있다. 전처리 설비의 전단에 산을 첨가한다면 이 문제는 더욱 커진다.

Fe이나 Mn이 0.05ppm 이상 존재한다면 이 물질들을 제거할 수 있는 장치가 구비

되어야 한다. 이 물질들이 물에 녹는 환원된 형태로 존재한다면 별 문제가 되지 않을

수 있다. 그러나, 산소가 설비 안에 들어오거나 다른 산화제가 있을 경우 Fe과 Mn은

물에 녹지 않는 형태로 산화된다. 이렇게 되면 역삼투분리막에 오염(fouling)이 일어날

수 있으며 물에 잔류하는 산화제의 산화 작용 촉매 역할을 한다.

Ba , S r(Ba rium an d S trontium )

Ba(barium) 과 Sr(strontium)은 일반적으로 수질분석 항목에 포함시키지 않는다. 하

지만 이 물질들은 0.01ppm 정도의 낮은 농도로 존재한다고 해도 SO4(sulfate)와 쉽게

스케일(scale)을 형성하며 이 스케일을 다시 용해시키는 것은 굉장히 어렵다. 이러한

이유 때문에 Ba와 Sr의 스케일은 만들어지지 않도록 특별한 주의가 필요하다.

A l(Alum inum )

일반적인 물에 용해된 Al(aluminum)은 거의 존재하지 않는다. Al은 상대적으로 작

은 크기에 높은 전하를 가져 반응성이 좋다. 이러한 성질 때문에 많은 수처리 설비에

서 응집제로 사용한다(Aluminum Sulfate - Al 2SO4, Sodium Aluminate - NaAlO 2).

Al은 철과 비슷한 반응을 하며 산소와 결합할 경우 불용성의 산화물이 생긴다. Al,

Fe(iron) 두 금속은 (-)전하를 띄는 유기 콜로이드 성분과 혼합물을 형성할 수 있다.

또한 SiO3(silicate)가 존재할 경우 쉽게 침전한다.

Al은 pH가 아주 낮을 때 용해도가 높으며 5.3 이상의 범위에 있을 때는 잘 녹지 않

는다. 이런 이유로 Al계열의 응집제를 사용하면서 산을 주입하는 설비에서는 산을 미

디어 필터(media filter) 전단에 투입해야 한다.




- 67 -

C u, Zn (Copper, Z inc)

Cu(copper)와 Zn(zinc) 는 일반적인 물에 존재하지 않으나 배관자재에서 미량이 녹

아들 수있다. 이 물질들은 역삼투분리막에서 염(salt)이 농축되면 pH가 올라가는 현상

에 의해 침전될 수 있다. 하지만 정상적인 pH에서 일반적으로 농도가 아주 낮기 때문

에 오랜 기간의 침전이 형성되어야 역삼투설비의 성능에 영향을 준다.

Cu와 Zn이 관심사가 되는 이유는 전이금속들이 산화제들의 산화력을 증가시킨다는

데에 있다. 폴리아미드계(PA type) 역삼투분리막에 미생물을 방지하기 위해 산화성

살균제(peracetic acid, hydrogen peroxide, chlorine)를 사용하는 경우 역삼투분리막

의 산화가 급격하게 촉진될 수 있다.



5. 전처리

5-1. 개 요

5-2. 스케일 제어 관련 이론 농축수에서 염농 도

L SI (La ngelier S t ab i l i ty In de x)

S DS I( st i ff a n d da vis s ta b i li ty in de x)

용해도곱(so lub i l i ty p roduc t)

5-3. 스케일 제어1) 산 주입(Acid Injection)

2) 스케일 억제제 및 분산제

3) 연수화(Water Softning) 강산성 양이온 교환 수 지

약산성 이온교환 수지

4) 석회(lime)를 이용한 연수화

5-4. 산화제의 제어

5-5. 파울링 제어1) 일반 여재를 이용한 여과

2) 산화 여과(oxidation filtration)

3) 응집(coagulation)

4) 카본여과(activated carbon filtration)

5) 일반 마이크로필터 여과

5-6. 젤클리어(Jelcleer)

5전처리(PRETREATMENT)


5 -1 . 개 요

역삼투분리막의 이물질 제거 능력은 탁월하지만 이로 인해 오염(fouling, scaling) 또

한 생기기 쉽다. 분리막에 발생하는 오염 현상은 크게 보아 물속의 이온들이 결합하여

생성된 염(salt)이 침전되는 스케일(scaling)과 기타 입자, 콜로이드, 미생물 등에 의해

발생하는 파울링(fouling)으로 나눌 수 있다. 역삼투설비를 효율적으로 사용하기 위해서

역삼투분리막에 영향을 주는 이러한 오염원(foulants)들을 가능한한 최소로 줄여 막의

수명과 성능을 최적화해야 한다. 전처리는 이러한 목적을 위한 부대설비 및 방법들을

통칭한다. 구체적인 주요한 목적을 들면 다음과 같다.

역삼투분리막에 적합한 원수를 만든다

역삼투분리막의 표면이나 원수 유로에 스 케일이 형성될 수 있는 가능성을 없앤다

원수가 가지는 오염 요 소를 최소화하여 C IP( Cleaning In P la ce)주기를 연장 한다

1. 개 요

5 전처리(PRETREATMENT)


5 -2 . 스케 일 제어 (SC ALE CONTR O L) 관련 이 론

역삼투설비에서 역삼투분리막을 통해 깨끗한 물을 뽑아내면 막표면에는 농축되어 흘

러나가는 고농도의 물(concentrate) 이 남는다. 이러한 현상은 후단으로 갈수록 더 높은

농도의 물이 막표면과 접촉하는 상황을 만든다. 결국 농축수(concentrate) 에 존재하는

염(salt)이 용해도를 초과하는 경우가 발생할 수 있고 그에 따라 스케일(scale)이 생길

수 있다. 스케일이 형성되는 정도, 시간 등은 각 물질에 따라 독특한 특성을 지닌다.

스케일이 일어날 가능성을 알아보려면 침전이 일어날 수 있는 모든 물질들의 농축수

에서 농도 및 용해도를 검토하여야 한다. 그 결과로 어떤 물질의 농도가 용해도를 초과

할 가능성이 있다고 판단되면 그 물질의 스케일을 방지할 수 있는 방법을 강구해야 한

다.

표5-2 .1 물에 일반적으로 존 재하는 염

구 분 화학식 구 분 화학식

탄산칼슘

Calcium CarbonateCaCO 3

실리카(무수규산)

SilicaSi(OH)4

황산칼슘

Calcium SulfateCaSO4

규산칼슘

Calcium SilicateCaSi03

불화칼슘

Calcium FluorideCaF2

규산마그네슘

Magnesium SilicateMgSiO3

황산스트론슘

Strontium SulfateSrSO4

규산제1철

Ferrous SilicateFeSiO3

황산바륨

Barium SulfateBaSO4

2가철(ferric ion, Fe 2+), 망간(manganic, Mn3+), 알루미늄(aluminum,Al3+) 등의 금속염

은 물에 녹지 않는다. 원수에 존재한다면 역삼투분리막에 침전하는 것을 막기 위해 여

과 등의 방법으로 제거해야 한다.

2. 스케일 제어(SCALE CONTROL) 관련 이론



농축수에 서 염농도( sa lt c oncentra t ion in c oncentra te)

농축수(concentrate) 에서 염(salt)을 비롯한 이물질들의 농도를 개략적으로 알아보

려면 회수율을 통해 계산할 수 있다. 원수의 농도를 (1 - 회수율)로 나누면 된다. 이

경우 농축배수(concenatration factor)는 다음과 같다.

농축배수회수율

= 1

1 -

그러나, 실제적으로 일어나는 현상은 이 식과는 다르다. 순수한 물이 막을 통과하면

서 남는 이물질이 농축수에 전체적으로 바로 확산되어야 농축수가 전체적으로 균일한

농도를 유지하게 되는데 실제로는 막표면쪽의 농도가 전체 농도보다 약간 높게 된다.

이를 농도분극(concentration polarization)이라고 한다.

농도분극의 정도는 원수유로를 흘러나가는 물이 일으키는 와류(turbulence)에 영향

을 받는다. 일반적인 나권형(spiral wound) 형태의 막에서는 보통 막표면의 농도가 10

∼ 20% 정도 높다. 이를 고려하면 농축배수는 다음과 같다.

농축배수분극율

회수율 =

1-

분극율 = 막표면 농도/농축수 농도 = 1.1 ~ 1.2

L SI ( La ngelier S ta b i l i ty In de x)

LSI는 탄산칼슘(CaCO3)의 스케일(scale)이 형성될 가능성을 나타내는 지수로 농도

가 10,000ppm 아래인 경우에 잘 맞는다. LSI가 0보다 낮은 물에서는 탄산칼슘의 스

케일 형성 가능성은 매우 낮다. 반대로 0보다 커지면 스케일이 형성될 가능성이 높

다. 이 수치를 이용하여 농축수에서 스케일이 형성되지 않는 가능한 농도를 추산할

수 있다. 또한 이 LSI를 이용해 물의 부식성을 판단할 수 있다. LSI가 낮아질수록 부

식성이 커진다.




LSI = pH - pH

pH + ) - ( + )

=log TDS] - 1

ppm

= -13.12 log + 273 ) + 34.55

= log Ca as CaCO

= log Alkalinity a s CaCO

s

s

1 0

1 0

1 02 -

3

1 0 3

= +

×

−

( .

[,

(

[ ] . ,

[ ]

9 3

10

0 4

A B C D

A

B

C

D

몰농도

pHs : Saturation pH, CaCO3가 물과 평형 상태로 있을 때의 pH

S D S I ( St if f a n d D a vis S ta b i l i ty In de x)

염농도가 5,000ppm을 넘을 때 LSI는 정확도가 떨어진다. TDS가 10,000ppm 이상

이 되는 물에 대해서는 실험을 통해 LSI를 수정한 SDSI가 사용된다.

S DS I = pH - pCa - pALK - K

ALK : Total Alkalinity Concentration

K : 온도와 Ionic Strength에 의존하는 상수

용해도곱 (So lub i l i ty P roduc t)

포화점에서 용해도곱 상수는 염(salt)을 구성하는 이온들의 농도와 다음과 같은 관계

를 가진다.

K S P =［양 이온］ X 　×［음 이온］ Y

특정 염에 대해서 이온들의 농도곱이 KSP 보다 클 경우 염들의 침전이 일어날 수 있

다. 용해도곱 상수는 pH, 온도 및 용액에 존재하는 다른 염들의 특성에 영향을 받는

다. 하지만 개략적인 계산에서 이들은 무시될 수 있다. CO3(carbonate) 침전이 아닌

경우 대부분은 침전이 상당히 느리게 일어나기 때문에 침전이 일어나기 시작하는 정

확한 시점을 판단하기는 어렵다.

역삼투설비에서는 물이 계속해서 이동하기 때문에 용해도 한계 정도의 범위에서 일

어나는 침전은 큰 문제가 되지 않는다. 충분한 크기의 결정이 생겨 침전하기 전에 흘

러나갈 가능성이 높다.




5 -3 . 스케 일 제어 (SC ALE CONTR O L)

1 ) 산 주입( Acid in jection)

탄산칼슘 스케일(calcium carbonate scale)을 막을 수 있는 가장 효과적인 방법은 원

수의 pH를 낮추는 것이다. 산은 HCO 3(bicarbonate)를 이산화탄소로 바꾼다. 일반적으

로 pH가 6.0 정도로 낮아지면 HCO 3는 약 80% 가량 감소한다1).

(2Na + + C O 32-) + H 2S O 4 ↔ C O 2( g ) + H 2O + ( 2Na + +SO 4

2-)

HCO3는 CO3(carbonate)의 공급원이 되므로 물의 pH를 낮추어 HCO 3의 농도를 줄이

면 탄산칼슘 스케일을 막을 수 있다. 또한, pH를 낮추게 되면 탄산칼슘의 용해도가 커

진다.

산 주입의 다른 잇점은 이미 침전해 있는 탄산칼슘를 녹일 수 있다는 것이다. 이러한

방법으로 침전된 스케일들을 어느 정도 다시 녹여낼 수 있다. 하지만 SO4(sulfate)나 실

리카(silica)의 침전이 일어난 경우에 이들은 제거하기 어렵다.

어떠한 이유로건 산을 주입하여 스케일을 제어하는 역삼투설비에서 가동이 정지되는

경우, 과포화된 이산화탄소가 물에서 분리되어 pH가 올라간다. 이럴 때 후단의 분리막

에서는 고농도의 염이 존재하므로 침전이 일어날 가능성이 높아진다. 운전정지 시간이

길어질 경우 문제를 일으킬 수 있으며, 특히 셀룰로오스계(cellulose acetate type)막의

경우 침전되는 탄산칼슘(calcium carbonate)으로 인해 막표면쪽의 pH가 상승해 가수분

해 현상이 일어나기 쉽다.

산을 주입하게 되면 부유물(SS) 성분의 음전하를 줄여 응집을 일으킨다. 따라서 산을

주입하는 지점은 다층여과필터(multi media filter)의 전단이 바람직하다.

산 주입의 가장 큰 단점은 많은 이산화탄소 가스가 발생하는 것이다. 이산화탄소는

역삼투분리막을 쉽게 통과하며 역삼투설비 후단의 후처리 과정에서 주요 오염물질이 될

수 있다.

2 ) 스케일 억제 및 분산 (Sc ale in hib i t ion an d d ispersion)

스케일 억제제(scale inhibitor)는 염(salt)의 결정이 침전될 정도로 커지는 것을 방지한

다. 결정을 형성하는 면에 억제제가 흡착하여 과포화된 염이 결정의 표면으로 끌려가지

1)부록 10-10 CO2용액의 pH에 따른 이온화도 참조

3. 스케일 제어(SCALE CONTROL)



않도록 한다.

대부분의 억제제는 어느 정도의 분산작용을 한다. 염(salt), 철(Fe), 유기물 등의 입자

를 음전하의 스케일 억제제가 둘러싸 입자들끼리 뭉치는 것을 방해하기 때문이다. 스케

일 억제제는 스케일이 형성되는 과정 및 스케일 결정들이 뭉치는 과정을 늦추는 작용을

하며, 역삼투설비에서는 농축수가 시스템 밖으로 흘러나가는 시점까지 작용을 해야 한

다.

황산과 스케일 억제제를 동시에 주입하는 경우에 억제제는 산보다 전단에서 투입해야

한다. 산을 주입하는 과정에서 SO4(sulfate)의 농도가 지엽적으로 높아져 침전물의 결정

이 생기는 현상을 효과적으로 막아줄 수 있어야 하기 때문이다.

만약 스케일 억제제가 너무 많이 투입된다면 양이온과 억제제의 화합물이 용해도를

초과하여 침전될 수 있다. 여러가지 스케일 억제제가 혼합된 약품을 사용하여 이러한

현상을 최소화할 수 있다. 스케일 억제제의 효과는 부가적이거나 혹은 그 이상이며 자

체가 침전될 가능성은 줄어든다. 각 억제제는 서로를 용액내에 유지시키는 작용을 한

다.

스케일 억제제의 작용은 역치(threshold)효과를 나타내므로 필요한 일정량 이상의 과

량은 크게 효과를 나타내지 못한다.

구분 특징 비고

SHMP

저가로 좋은 스케일제어 효능

섞기 어렵고 불안정

적절한 사용이 어려워 사용 감소 추세

가수분해시 효율 저하

인산염으로 가수

분해되어 중성과

염기성에서 칼슘

과 침전 가능

Organo-

Phosphonate

SHMP보다 안정적

억제능력과 분산능력은 SHMP와 비슷SHMP를 개선

고분자량Polyacrylate

분산력이 뛰어남

스케일 억제 능력은 떨어짐

분자량

6,000 ∼ 25,000

혼합형과량 투입해도 침전되지 않음

분산력과 스케일제어 능력 증대

※ SHMP (sodium hexametaphosphate)




스케일억 제제(sc ale in hib i to r)의 종류

SHMP(Sodium Hexa-Meta-Phosphate)가 가장 많이 사용되는 스케일 억제제이지

만 효과가 좀 떨어지는 편이다. SHMP는 최종 농축수에 20ppm 정도의 농도로 존재

하게 주입한다. 고분자 유기 응집제는 SHMP에 비해 효과적이지만 양이온성 물질들과

만나 껌같은 아주 제거하기 어려운 침전물을 형성할 수 있다. 대부분의 고분자 억제

제는 COOH나 PO4 작용기를 가지며 1,000 ∼ 5,000 정도의 분자량을 지니는 폴리아

크릴레이트(polyacrylate)가 보통 사용된다. 이들은 CO3(carbonate)나 SO4(sulfate)를

억제하는데 최적의 효과를 낸다. 하지만 분산작용은 상당히 제한적이다.

3 ) 연수화(w a ter so ftning)

역삼투설비(RO system) 으로 들어가는 원수를 이온교환수지로 경도 성분을 제거하는

것을 연수화라 한다. 주로 칼슘(calcium), 마그네슘(magnesium), 철(iron) 등의 성분들

이 제거된다.

강산성 양이온 교 환 수지

일반적으로 연수장치에는 강한 음전하를 띄는 작용기들이 있는 수지가 사용된다.

다가의 이온들(Ba, Ca, Mg, Sr 등)이 통과하면서 Na와 교환되는 과정으로 경도 성분

이 제거된다. 경도 성분이 생산수에서 검출되는 경우 재생을 해야 하며 NaCl 수용액

으로 한다. 이온교환 과정에서 원수의 pH 변동은 없어 CO2가 원수에 존재하던 양 이

상 발생하지 않아 탈탄산장치를 필요로 하지 않는다.

이 방법은 재생이 적절하게 이루어지는 경우에는 매우 효과적이며 안전하다. 하지

만 과량의 NaCl 이 사용되어 환경문제나 비용문제가 발생한다. 작은 규모의 염수용으

로 적합하며 해수에는 사용하지 않는다.

재생은 일반적으로 다음과 같은 과정을 거친다.

역세

수지 위에 쌓인 고형물들을 제거하기 위해 필요하다. 수지가 약 50% 정도까지 떠

오를 만큼의 유량으로 역세한다. 대개 시간은 10분 정도 혹은 역세수가 깨끗해질 때

까지 한다.

수지가 떠오르는 정도는 온도에 큰 영향을 받기 때문에 역세시 주의를 할 필요가

있다. 같은 유량에서 수온이 높을 경우 팽창율은 떨어진다.




재생

경도 성분이 Na보다 더 큰 이온성을 띠기 때문에 수지에 더 강한 친화력을 가진다.

하지만 Na 이온이 절대적으로 많아질 경우 수지에 있는 경도 성분은 떨어질 수 있다.

일반적으로 10%의 NaCl 용액을 사용하고 유량은 1.0GPM/ft3 정도로 한다.

세척

약 1GPM/ft3으로 과량의 NaCl 을 씻어낸다. 천천히 진행하여 바닥의 수지가 NaCl

용액과 충분한 반응 시간을 갖도록 한다.

이 후 1.5GPM/ft3 정도의 유량으로 잔류하는 경도 성분과 과량의 NaCl 을 씻어낸다.

대체로 경도 성분이 먼저 씻겨 나온다. 어떤 경우에는 경도 성분이 원수와 생산수에

서 같은 농도가 될 때 연수장치를 정상 가동하기도 한다. NaCl 의 농도가 전 후단에서

같아지도록 하려면 역세시간이 매우 길어진다.

약산성 이온교환수지

수소이온과 양이온을 교환하는 수지로 재생시 강산을 사용한다. 대체로 큰 염수

(brackish water)용 설비에 부분적인 연수화 장치로 적용된다. 수소이온이 흘러나오기

때문에 사용하면서 pH가 낮아지고 수지의 산성기를 띠는 작용기가 COOH기 이므로

COOH기가 더 이상 수소이온을 해리하지 않는 pH 4.2 정도에 이를 때까지 이온교환

이 이루어진다. 따라서 부분적인 연수화 작용을 하여 HCO 3에 붙어 스케일을 형성하

는 양이온들만을 제거한다. 높은 농도의 HCO3를 함유하고 있는 원수에 적합한 처리

방법이며 HCO 3를 이산화탄소로 바꾼다.

이 약산성 이온교환수지는 자체적으로 산을 주입하는 것과 같은 효과를 낸다. 또한

Na을 재생에 사용할 필요가 없어 잔량의 Na이 문제가 되는 반도체나 음료수 등의 응

용분야에서는 매우 중요한 전처리가 될 수 있다. 재생을 위해 사용되는 산의 양이 적

어 운전비용이 적게 들고 환경에 대한 부담이 적다.

단점은 HCO 3를 제거하면서 이산화탄소가 발생하는 것과 경도 성분이 생산수에 남

는다는 점이다. 완전한 연수화가 필요하다면 강산성 양이온 교환 수지를 후단에 사용

할 수 있다. 재생을 위해 들어가는 약품은 강산성 양이온 교환 수지를 한 번만 거치는

것에 비해 적게 들지만 초기 투자비가 많이 든다.

운전중에 발생하는 수소이온 때문에 생산수의 pH가 3.5 ∼ 6.5 사이에서 변화한




다. pH가 낮은 곳에서는 무기질산(mineral acid)의 투과가 증가하기 때문에 생산수

수질이 나빠진다. 두 개 이상의 설비를 병렬로 장치해 일정한 pH 범위 안에서 운전하

면 이러한 문제를 줄일 수 있다.

연수장 치의 기타 작용

콜로이 드의 안정화 : 콜로이드의 전하를 중화시켜 침전할 여지를 남기는 양이온들

을 제거하여 콜로이드를 안정화시킨다. 다가의 양이온을 나트륨(Na)으로 치환

할 경우 콜로이드 성분은 훨씬 더 높은 농도로 설비내에 존재할 수 있다.

잔류 응집제의 제거 : 양이온성(cation) 고분자 응집제를 사용했을 경우 응집제가

설비를 통과해 문제를 일으킬 가능성이 있지만 연수장치로 이를 제거할 수 있

다. 응집제의 경우 역세시 고농도의 염소(Chlorine)를 역세수에 넣어주어야 제

거가 용이하다.

4 ) 석회를 이용한 연수화( Lime so ftnening)

수산화칼슘(Ca(OH)2)을 사용하여 CO3를 제거할 수 있으며 CO3와 관련없는 과량의 칼

슘경도 성분은 소석회(soda ash,Na 2CO3)를 사용하여 추가로 줄일 수 있다. 이 방법은

시간당 200톤 이상의 염수(brackish water)처리 설비에서 고려할 만하다.

Ca(HCO 3)2 + Ca(OH) 2 → 2CaCO 3 + 2H2O

Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH) 2 → Mg(OH) 2 + 2CaCO 3 + 2H2O

CaCl 2 + Na 2CO3 → 2NaCl + CaCO 3

응집을 위해 알루미늄나트륨(sodium aluminate)과 제2염화철(ferric chloride)을 약품

으로 사용하는 경우 탄산칼슘(calcium carbonate), 규산화합물(silicic acid complex),

산화알루미늄(aluminum oxide), 철(iron) 등이 침전물에 포함된다. 섭씨 70도에서 석회

를 이용해 규산(silicic acid)을 제거하는 공정에서는 석회(lime) 와 다공성 산화마그네슘




(magnesium oxide)의 혼합물을 사용하여 규산을 1ppm 정도까지 줄일 수 있다.

석회를 이용한 연수화 방법으로 바륨(Ba), 스트론튬(Sr) 및 유기물 등도 제거할 수 있

다. 이 방법을 사용하려면 결정화 과정의 핵으로 작용하는 고농도의 침전물이 있는 반

응조가 필요하다. 또한 후단에서 미디어필터 여과와 pH 조정을 해주어야 한다. 이 때

고체와 액체의 분리가 잘 되도록 철 계통의 응집제가 사용될 수 있다. 고분자 응집제

(flocculent, 음이온성 혹은 비이온성)를 함께 사용할 수도 있다.

표5-2 .2 스케일( sc ale)을 막는 일반적인 방 법

스케일 종류 제 어 방 법 원 리

카보네이트

Carbonate

산 주입 HCO 3를 CO2로 바꿈

연수화 양이온 경도 낮춤

스케일억제제/분산제 주입 입자들의 뭉침 억제

회수율 낮춤 농축수에서의 농도 낮춤

황산기

Sulfate

연수화 양이온 경도 낮춤

스케일억제제/분산제 주입 입자들의 뭉침 억제

산 주입 황산기(Sulfate)의 용해도 증가


이산화규소

(실리카)

Silica


온도 올림 용해도 높임

분산제(dispersant) 주입 입자들의 뭉침 억제

철 혹은 망간

산화 후 여과 불용성 상태로 산화시켜 여과

연수화 철과 망간을 제거




5 -4 . 산화 제의 제 어

원수에 존재하는 철, 망간, 구리 등의 전이 금속이 산화제(잔류염소 등)와 함께 있을

경우 산화제의 활성이 촉매 역할을 하여 역삼투분리막의 산화를 촉진한다. 전이금속의

존재하에서는 폴리아미드계(PA type) 분리막의 경우 아주 미량의 산화제만 존재하여도

역삼투분리막의 산화가 일어날 수 있다. 셀룰로오스아세테이트계(CA type) 분리막도 예

외는 아니어서 산화제에 잘 견디기는 하지만 전이금속에 의한 촉매작용으로 분리막에

손상이 올 수 있다. 이러한 경우 분리막의 손상은 앞쪽에서 두드러진다. 미생물을 제어

하기 위한 약품으로 잔류 염소(NaOCl)를 사용하지 않고 반응성이 훨씬 약한 클로라민

(chloramine) 등을 이용하면 어느 정도 문제를 해결할 수 있다. 클로라민은 발암물질로

알려진 트리할로메탄(THM)을 형성하지 않는 장점도 있다. 하지만, 이 클로라민도 정도

는 약하지만 역삼투분리막을 산화시키는 작용을 하므로 폴리아미드계 분리막을 사용할

때는 역삼투설비에 인입되기 전에 제거하는 방법을 고려하는 것이 좋다.

산화제를 제거하기 위해서는 활성탄 여과장치나 환원제를 사용할 수 있다. 환원제로

는 Na2SO3(sodium sulfite), NaHSO3(sodium bisulfite, SBS), Na2S2O5(sodium metabi-

sulfite), Na2S2O3(sodium thiosulfate) 등이 있다. 이러한 약품들은 산화제와 반응하고

1ppm 정도가 남을 정도로 충분하게 주입하여야 한다.

Na2SO3 + HOCl ↔ HCl + Na2SO4

NaHSO3 + HOCl ↔ NaCl + H2SO4

Na2S2O5 + 2HOCl + H2O ↔ 2NaCl + 2H2SO4

폴리아미드계 분리막에 산화제가 유입되지 않도록 하는 것은 아주 중요하기 때문에

주입장치를 이중으로 설치하는 것도 자주 검토된다. 또 다른 안전장치로 실제 약품의

작용을 확인할 수 있는 ORP 미터를 장착하기도 한다. ORP 미터는 원수가 산화된 상태

인지 환원된 상태인지를 수치로 나타내준다. 일반적으로 역삼투설비 원수의 산화환원전

위는 175 mV 아래여야 한다.

참고로 물이 환원된 상태(-100 ∼ -200 mV)에 있으면 황산기(SO4)를 소모하는 혐기

성 세균이 잘 번식하므로 산화환원전위를 약간 산화된 상태(+)쪽에 있도록 유지하는 것

이 미생물의 오염 방지에 도움이 된다.

4. 산화제의 제어



5 -5 . 파울 링 제어

많은 종류의 물에는 실트(silt), 콜로이드 등이 존재하며 세균, 진흙, 콜로이드성 실리

카, 철이 부식된 부산물 등이 포함되어 있을 수 있다. 이러한 물을 원수로 하여 역삼투

설비를 운전하게 되면 이물질들이 농축되어 감에 따라 서로 뭉쳐서 침전물을 형성하게

된다. 이런 현상을 파울링이라 하는데 이것은 역삼투분리막의 성능에 영향을 주며 특히

생산수량에 큰 영향을 미친다.

파울링 현상은 전처리 과정에서 주입하는 명반(alum), 제2염화철(ferric chloride), 양

이온성 고분자전해질(cataionic polyelectrolyte) 등의 약품이 침전조나 여과장치에서 제

거되지 않고 남아 있는 경우에도 발생한다.

파울링에 의해 역삼투분리막의 성능이 저하되면 세정(CIP)을 해야만 한다. 그러나 이

는 시간과 돈이 투자되는 과정이기 때문에 역삼투설비의 경제성 있는 운전을 위해서는

세정주기를 길게 유지해야만 한다. 파울링 현상의 가능성에 대한 지표로는 SDI가 사용

될 수 있으며 일반적으로 SDI는 5보다 낮게 유지되어야 하며, 4이하로 관리하는 것을

추천한다. 이러한 목적을 얻기 위해 응결(coagulation), 응집(flocculation), 여재를 이용

한 여과(media-filtration), 미세여과(micro-filtration), 한외여과(ultrafiltration) 등이 사용된

다.

1 ) 일반 여재를 이용한 여과(me d ia fi l t ra t ion)

여재를 이용한 여과는 부유물들(SS, suspended solids)을 줄이기에 매우 효과적인 방

법이다. 여재로 모래, 석류석(garnet), 무연탄(anthracite) 등을 한 층 혹은 다층으로 사용한

다. 크게 중력식필터(gravity filter)와 압력식필터(pressure filter) 두 종류로 나누어 볼

수 있다.

중력식 필터

중력에 의해 물이 여재층을 투과한다. 두 가지 여과원리가 작용하는데 하나는 입자

의 크기에 의한 분리이다. 대부분의 입자의 분리는 여재의 상층에서 이루어진다. 다른

하나의 원리는 중력이다. 개개의 여재위에 입자들이 중력의 힘으로 달라 붙게 된다.

가압이 되지 않으므로 단위 면적당 통과유량이 적어 큰 규모의 장치가 필요하다.

중력식 필터의 효과는 여재를 통과하는 물의 속도를 얼마나 느리게 하느냐에 달려

5. 파울링 제어



있다. 빠른 유속은 이물질이 여재층에 걸러지는 것을 방해하며 차압이 증가하는 효과

도 나타낸다.

압력식 필터

펌프를 이용하여 물이 다양한 크기와 밀도를 지니는 여재층을 통과하도록 한다. 위

층에 크고 낮은 밀도의 여재를 아래층에는 작고 높은 밀도의 여재를 사용하여 중력식

필터에 비해 여재층의 전체를 효과적으로 사용하기 위해 고안되었다. 약 20 GPM/ft2

의 유속으로 운전될 수 있지만 5 GPM/ft2 정도로 운전하여야 최적의 효과를 얻을 수

있다.

여기에 사용되는 여재로써 모래보다 크고 낮은 밀도를 가지는 무연탄(anthracite) 이

상층에 많이 사용된다. 이 여재는 불규칙한 표면 형태를 가지고 있어 부유물질들(SS)

을 여과하는 기능이 향상된다. 하지만 균일한 크기를 지니는 여재에 비해 높은 차압

이 걸리는 단점이 있다.

규산알루미늄(aluminium silicate)는 불규칙한 표면을 지니고 크기가 비슷해 무연탄

(anthracite) 대용으로 사용하기도 한다. 무연탄보다 더 가벼워 무거운 아래층과 역세

후 더 잘 분리될 수 있다. 무수규산(silica sand) 을 무연탄의 아래층에 사용하기도 하

나 밀도차가 충분히 크지 않아 역세 후 두 층이 섞여 다층을 이용하는 효과가 점점

줄어든다.

석류석(garnet)은 무수규산(silica sand) 과 비슷한 크기에 높은 밀도를 지녀 무연탄(

anthracite) 의 아래층에 사용하기에 적합하다. 원수의 성상에 따라 여재층을 달리 구

성할 수 있지만 일반적인 구성은 다음과 같다.

여 재 크 기 밀 도 충진깊이

무연탄(anthracite) 0.8 - 0.9 mm 54 lb/ft3 14" - 16"

석류석(garnet) 30 × 40 MESH 130 lb/ft3 8" - 10"

석류석(garnet) 8 × 12 MESH 144 lb/ft3 6"

일반적으로 다층여재여과필터(multi-media filter)의 역세는 차압이 10psig (약 0.7

Kg/cm2) 정도 상승했을 때 시행하지만 역삼투설비에 들어가는 압력이 충분하지 않은

경우는 차압에 관계없이 역세할 필요가 있다. 차압이 15psig(약 1.0 Kg/cm2) 이상이

되면 부유물(SS)성분이 케익을 형성할 수 있고 반면에 이는 제거하기 매우 어렵다.

5. 파울링 제어



역세주기를 길게 가져가기 위해서는 필터의 직경을 크게 하여 유속을 줄여 준다. 이

렇게 하면 제거효율도 좋아진다.

역세시 유속은 약 15GPM/ft2이며 이 때 하우징내에 약 50% 정도의 빈 공간이 필요

하다.

다층의 여재를 이용하는 여과방식(Depth Filtration)은 여재사이의 간극에 의한 단순

한 물리적 여과보다 훨씬 더 좋은 여과 효율을 얻을 수 있다. 작은 입자들을 여재표면

가까이 이동시키는 작용(mechanism)과 입자를 여재 표면으로 끌어 당기는 힘으로

여과효율을 높인다.

유속(flowrate)과 더불어 증가하는 관성력(inertial force) 은 입자의 운동량(momen-

tum) 과 작용하여 여재와 접촉하도록 한다. 마이크론 아래(submicron) 크기의 입자에

는 확산력(diffusive force) 이 작용하여 입자가 여재와 접촉하도록하는 무작위적 운동

(random motion)을 일으킨다. 여재 사이를 지나는 물에 의해 생기는 유체역학적 힘

(hydrodynamic force) 은 입자들이 여재사이의 공간에서 회전운동(rotational move-

ment) 을 하게 한다. 회전을 통해 발생하는 원심력에 의해 입자가 여재의 표면에 붙는

다.

일단 입자가 여재의 표면에 붙게 되면 반데르바알스힘(van der waals force) 이 작

용하여 떨어지지 않게 된다. 입자가 작을수록 물의 흐름에 의한 힘, 즉 전단력(shear

force) 에 의한 영향을 적게 받는다.

거친 여재 표면이 마모에 의해 없어지고, 역세로 제거되지 않는 유기물 등에 의한

오염은 대체로 시간에 비례하므로 여재는 주기적으로 교체해야 한다.

2 ) 산 화 여과( oxida t ion f il t ra t ion)

지하수는 경우에 따라 환원된 상태로 존재하는데 용존산소가 없고 2가의 철이나 망

간(Fe2, Mn2)이 있는 경우가 많다. 이러한 물이 염소약품(chlorine)으로 처리되거나 산

소가 5 ppm 이상 유입되는 경우 이 2가 이온들은 산화가 되어 녹지 않는 콜로이드

성 수산화물을 만든다.

4 Fe(HCO 3)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH) 3 + 8CO2

4 Mn(HCO 3)2 + O2 + 2H2O → 4Mn(OH) 3 + 8CO2

5. 파울링 제어



반응하는 방식은 비슷하지만 철(Fe2)은 망간(Mn2)보다 낮은 pH에서 반응이 일어나

므로 철에 의한 파울링이 일반적으로 잘 나타난다. 이런 파울링은 SDI가 5보다 낮으

면서 철의 농도가 0.1 ppm 이하인 경우에서도 생길 수 있다. 물의 알칼리도가 높은

경우에는 철의 농도가 탄산철(FeCO3)에 의해 제한되므로 알칼리도가 낮은 물에 Fe 2의

농도가 높은 것이 일반적이다.

이러한 물을 처리하는 방법은 두 가지로 나누어 볼 수 있다. 하나는 물이 공기나 산

화제에 노출되는 것을 막는 것이다. pH 6 아래에서 산소가 0.5 ppm 미만일 때 철

(Fe2)의 허용가능 농도는 최대 4 ppm 이다

인위적으로 산화시켜 침전물을 만든 후 여과하는 방법을 사용할 수도 있다. 염소

(Cl2), 과망간산칼륨(KMnO4)등이 산화제로 사용된다. 산화력이 있는 녹사(greensand)

나 birm 같은 여재를 사용하면 산화와 여과를 동시에 수행할 수 있다.

녹사여과 (g reensand fi l t ra t ion)

녹사(galuconite sand, green sand)에 화학적으로 처리하여, 산화망간(manganese

oxide)을 표면에 입혀 망간녹사(manganese greensand)를 만든다. 이 여재는 물속에

존재하는 철, 망간, 황화수소(H2S)를 산화시켜 물에 녹지 않는 상태로 만들어 여과한

다. 약 0.01 ppm수준까지 여과할 수 있다. 여재의 산화력이 감소하면 과망간산칼륨

(약 1 온스/ft3 여재)으로 재생한다.

2(Mn2O3) + 2KMn04 → 4(Mn02) + K2MnO4 + MnO2

2 ppm 이상 고농도의 철(Fe2)이 물속에 존재하면 환원제를 연속적으로 주입하여

사용한다. 산화제가 역삼투분리막에 유입되지 않도록하는 주의가 필요하다.

5. 파울링 제어



염소 필요량

산화대상 물질 필요량(Cl2) 최소 사용량(Cl2)

Fe2 I ppm(ION) 1.3 ppm 1.3 ppm

Mn2 1 ppm(ION) 2.6 ppm 2.6 ppm

H2S 1 ppm(SULFUR,S) 4.4 ppm 5.0 ppm

BIR M F ILTRATIO N

birm filtration 역시 철(Fe2)을 효과적으로 제거할 수 있으나 pH상승으로 인해 스케

일 발생의 여지가 있으므로 주의가 필요하다. birm 은 자체적으로 산화시키는 능력은

없고 산화를 촉진할 뿐이다. 따라서 일정 농도의 용존산소가 필요하다. 가격이 싸고

화학약품의 사용이 필요없다는 장점이 있다.

3 ) 응결(c oagula t ion)

응결 방법은 물속에 존재하여 탁도를 나타내는 진흙입자, 유기물, 세균, 조류, 색소

등의 콜로이드성 물질들을 모아 덩어리를 이루도록 하여 제거하는 것을 말한다. 응결제

는 이러한 작용을 하여 이물질의 침전을 도우며 처리수의 수질을 개선한다.

원리

물속에 녹아 있는 콜로이드성 입자들은 대부분 표면에 음전하를 띄고 있어 침전되

지 않는 상태로 존재한다. 이 상태에서는 제타전위(zeta potential), 반데르바알스힘

(van der waals force), 중력 등이 평형을 이루고 있다. 응집제는 입자 표면의 전하를

중화하여 제타전위를 감소시키므로 입자들이 큰 덩어리로 뭉칠 수 있게 한다. 고분자

계열의 응집제는 여러 입자들을 묶어 함께 침전하는 방식으로 이와 같은 작용을 한

다. 하지만 과량이 주입되어 제타전위가 (+)가 되면 실질적인 SS의 용해도가 오히려

증가할 수 있다.

5. 파울링 제어



문제점

고분자 응집제는 과량으로 투입되어 미디어필터를 지나는 경우 그 자체가 역삼투분

리막에 큰 문제를 일으키는 오염요소(foulant)가 된다. 또한 스케일방지제(anti-

scalant) 등이 함께 투입되는 경우 이들과 침전물을 형성할 수도 있다. 이러한 이유로

고분자 응집제를 역삼투설비에 사용하는 경우는 많지 않다. 단순히 높은 SDI를 낮추

기 위한 수단으로 응집제를 사용하는 것은 바람직하지 않을 수도 있다. SDI가 높더라

도 CIP 주기 및 효율정도가 응집제의 사용에 의한 오염의 경우보다 좋게 나타나는 경

우가 많다.

양이온성 고분자 응집제를 사용하면서 응집제의 투과가 문제로 대두될 경우 이것은

강산성의 양이온교환수지로 해결할 수 있다. 응집제의 양이온성이 강산성 이온교환수

지의 음전하에 끌려 제거된다. 수지를 응집제 제거용으로만 사용한다면 염화나트륨

(NaCl)을 사용하지 않을 수도 있다. 1% 정도의 고농도 염소약품(chlorine)으로 가끔

처리해주는 것으로 충분할 수 있다.

응집제의 종류

구분 종류 화학식 및 이름

유 기

응집제

CATIONIC POLYMER POLYACRYL AMINE

CATIONIC DETERGENT DODECYL AMINE

ANIONIC DETERGENT DODECYL BENZENE

무 기

응집제

FERROUS SULFATE FeSO4, 녹반

FERRIC SULFATE Fe2(SO4)3

FERRIC CHLORIDE FeCl 3

ALUMINUM SULFATE Al 2(SO4)3, 유산반토, ALUM

ALUMINUM POTASSIUM Al 2(SO4)3K2S04, 칼륨명반

PAC(POLYALUMINUM CHLORIDE) Al(OH) nCl6-n

5. 파울링 제어



4 ) 활성탄여과(activated c a rbon fi l t ra t ion)

활성탄(activated carbon)은 유기물, 잔류염소, 클로라민 등을 제거하는데 아주 효과

적인 여재이다. 반데르바알스(van der waals) 힘에 의한 인력이 유기물을 흡착하는 주

요 요인이다. 유기물을 제거하는 능력은 유기물의 성상에 따라 다르지만, humic acid나

fulvic acid같은 높은 분자량의 유기물을 잘 제거한다.

활성탄은 잔류염소(chlorine)나 클로라민(chloramine) 등을 역삼투설비 전단에서 제거

하는데 자주 이용되어 수질의 개선 및 폴리아미드계 분리막 보호 등의 기능을 한다. 잔류염

소의 흡착이나 분해에는 아주 뛰어나지만 클로라민에 대해서는 효과가 그보다 낮다.

트리할로 메탄(THM ) 제거

잔류염소와 유기물의 반응물질인 트리할로메탄(THM)은 발암물질로 알려져 있다.

음용수에서 주요 제거대상물질이지만 일반적인 산업 전반에서도 문제가 된다. 미량의

트리할로메탄은 역삼투분리막, 이온교환수지 등에 의해서도 잘 제거되지 않는 물질이

기 때문이다. 고순도의 물을 만들어내는 시스템에서 미량의 THM은 자외선살균기(UV)

사용후 비저항이 감소하는 것으로 확인할 수 있다. UV가 THM 을 분해하여 Cl- 이온을

형성하기 때문이다.

용도별로 충분하게 THM 을 제거하기위해 필요한 활성탄의 양을 계산하기 위해

EBCT(Empty Bed Contact Time) 개념을 사용한다. 물이 활성탄으로 채워지게될 필

터탱크의 내부를 흘러나가는데 걸리는 시간을 EBCT라 한다. 활성탄을 사용한 일반적

인 수처리에서는 3분의 EBCT가 적용된다. 이것을 이용하여 필요한 활성탄의 양은 다

음과 같이 계산한다.

V = (Q × E BC T )× 97 .48

V : 필요한 활성탄의 부피(FT3)

Q : 유량(water flowrate, GPM)

활성탄과 잔류염소( c hlo rine) 혹은 클로라민 (c hlo ram ine)의 반응

잔류염소(chlorine)는 물과 반응하여 차염소산(hypochloric acid)과 염산(HCl)으로

5. 파울링 제어



바뀌다가 어느 시점에서 평형을 이룬다.

Cl2(g) + H2O ↔ HOCl + HCl

활성탄은 다음과 같은 반응을 통해 잔류염소를 제거한다.

활성탄-C + HOCl → 활성탄-CO + HCl

차염소산이 활성탄과 반응하여 줄어들면서 잔류염소가 계속 줄어들게 된다. 반응이

진행되면서 활성탄은 그만큼 산화된 형태로 남게 되어 잔류염소 제거능력이 떨어진

다. 활성탄 1g은 Cl2 5g을 제거할 수 있다. 이를 토대로 활성탄의 수명을 계산하면

10년 이상이 나오지만 실제로는 유기오염물들이 유출되어 나오는 현상과 미생물의

활동을 막기 위해 6개월에서 1년 사이에 교체를 해야 한다.

활성탄의 잔류염소제거 능력은 상당히 뛰어나기 때문에 활성탄층의 상층 일부만 잔

류염소를 없애는데 사용된다. 따라서 활성탄층의 대부분은 살균력이 없는 물에 접촉

하고 있게 된다. 여기에다 유기물들을 흡착하는 기능이 합쳐져 활성탄은 미생물이 번

식할 수 있는 아주 좋은 환경을 조성한다. 역삼투설비의 전처리로 활성탄을 사용할

경우 미생물에 의한 파울링이 흔하게 나타난다.

활성탄에 여과된 부유 고형물(SS) 등을 제거하기 위해 역세를 할 수 있는데 보통

12 GPM/ft2 정도로 한다. 역세시에 발생하는 문제점은 여재층이 다시 자리를 잡는 과

정에서 유기물들이 유출될 수 있다는 것이다. 또한 활성탄의 미세한 가루들도 떨어져

나온다. 이러한 이유로 활성탄을 역세한 후에는 보통 10분 이상 세척을 해주어야 한

다.

미생물에 의해 활성탄이 오염된 경우에는 NaOH(pH 10) 용액을 역세시 사용하여

제거할 수 있으며 증기를 이용할 수도 있다.

클로라민(chloramine) 의 반응은 다음과 같다.

활성탄-C + NH2Cl + H2O → 활성탄-CO + NH3 + HCl

5 ) 카트리지 마이 크로필터 여과( c ar tr idge m icro fi l t ra t ion)

고압펌프의 바로 전단에 반드시 사용하는 것이 좋다. 역삼투분리막과 고압펌프를 보

5. 파울링 제어



호하는 기능을 한다. 아주 제한된 표면적을 가지고 있기 때문에 경제성에 대해서는 점

검해 볼 필요가 있다. 너무 자주 막히는 수질 조건에서는 미디어필터 등을 전단에 사용

해야 한다.

제거하는 이물질의 크기에 대한 것도 검토의 대상인데 역삼투설비의 세정주

기와 카트리지 필터의 교체주기 사이의 경제성을 고려해야 한다. 대체로 역삼투

설비 전단에는 5 ∼ 25 기공 크기의 노미날(norminal) 필터를 사용한다. 노미날 필터

는 생산업체에서 제시하는 기공 크기에 대해 60%에서 80% 수준으로 정규분포 곡선의

제거효율을 가진다. 실리카의 농도가 높은 경우는 실리카와 철 및 알루미늄 등의 콜로

이드가 반응하는 것을 막기 위해 1 크기의 제품을 사용하는 것이 좋다.

고압펌프 바로 전단에 사용하는 용도의 필터로 가장 보편적인 것은 DEPTH FILTER이

다. 물이 일정 두께의 여재층을 지날 때 여재 밀도가 낮은 바깥쪽부터 높은 안쪽까지

전체의 필터에 이물질이 크기에 따라 여과되는 형식이다. 이렇게 하여 여과 효율을 좋

게 하고 필터의 수명을 연장시킨다.

5. 파울링 제어



5 -6 . 젤클 리어 (JELCLE ER)

1 . 개 요

순수나 초순수를 얻기 위한 수처리 기술의 발전과 더불어 최근 그 적용 영역이 크게 확

대되고 있는 역삼투분리막은 안정된 수질공급 및 제거효율의 우수성 등 좋은 장점을 가진

반면, 역삼투설비 성능의 항상성(장기간 사용에 따른 성능유지)에 문제가 되는 오염원

(foulants)을 제거하기 위한 적절한 전처리가 필수적이다. 기존의 전처리 설비로 많이 적

용되는 미디어필터는 사용되는 응집제가 역삼투설비에 미치는 문제와 운전의 어려움 등

으로 운전자가 역삼투설비에 대한 불신감을 갖게 하는 경우가 많았다.

이러한 이유로 역삼투설비의 우수한 성능을 유지시켜 주며 안정적인 효율과 운전 편이

성을 가진 전처리설비가 요구되었고, 그에 부응하는 최적의 설비로 제안 되는 것이 젤클

리어 설비(JELCLEER filtration system) 이다.

2 . 구 조

<JELCLEER MEDIUM>

젤클리어(JELCLEER)는 폴리아크릴레이트 에스터(polyacrylate ester)층과 4기 아민

(quaternary amine) 응집제 층이 코팅된 유리입자(glass bead)로 구성된 복합여재이다.

폴리아크릴레이트 에스터(polyacrylate ester)는 유리 알갱이에 물리화학적으로 결합되어

있다. 유기응집제는 젤클리어를 압력식필터 하우징(housing)에 채운 후 현장에서 코팅한

다.

GLASS

PAA

AMINE

5. 젤클리어(JELCLEER)



3 . 원 리

Jelcleer

Filtration

Mechanism

+

+

+

+

--

--

--

--

-

--

-

-

-

----

--

-

-

-

--

- -

-

-

-

-

-

-

- - - - - --

-

-

-

-

-

-

-

-

--

-

--

--

----

-

--

-

-

-

--

-----

- - --

-

-

-

--

COLLOIDS

FLOCCULATEDCOLLOID

JELCLE ER

점토처럼 (-)전하를 띄는 콜로이드성 입자들은 젤클리어 입자표면의 (+)전하를 띄는 곳

에 정전기적 인력에 의해 붙는다. 이 입자들이 덩어리를 이루며 소수성 결합의 과정을 통

해 계속해서 다른 입자들에 붙는다. 많은 입자들이 달라붙게 됨에 따라 젤클리어 입자와

입자들 사이의 정전기적 인력이 약해져 입자들은 떨어지게 된다. 이렇게 분리된 입자들은

필터의 더 아래 부분에서 다른 젤클리어 입자와 결합하거나 한계 크기 이상으로 되어 떨어

진다.

이렇게 떨어진 입자들은 젤클

리어 여재 사이의 공간에 걸린

다. 입자들을 붙들고 있던 (+)

전하는 다시 다른입자들과 결

합할 수 있다. 이러한 결합과

분리의 과정은 젤클리어 여재

사이의 공간이 여과된 입자들

로 가득찰 때까지 계속된다.

이 시점에서 역세를 하여 축적

된 입자들을 제거한 후 다시 여

과 과정을 계속할수 있다.

INLETHEADER

SURFACE

WASHHEADER

UNDER DRAIN

8×12 MESHGARNET3/8"×3/16" GRAVEL3/4"×3/6" GRAVEL1 1/2"×3/4" GRAVEL

Typical Jelcleer Installation

JE LCLEE R 3 0"




4 . 특 성

1) 물리적 성질

물리적 형태 : 푸르고 불투명한 구형 입자

밀 도 : 97 pounds/ft3

유효크기 : 0.260 ∼ 0.330

균일성 계수 : 1.7

비 중 : 2.3 ∼ 2.6

2) 가동 조건

PH 범위 : 4 ∼ 9

온도범위 : 2 ∼ 50

최소충진 깊이 : 30 Inches

최고 잔류염소 : 0.1 ppm

최고 염소화합물 : 3 ppm

역세율 : 12 GPM/ft2 (25 에서)

가동 유량 : 2 ∼ 7 GPM/ft2

3) 가동기간

젤클리어의 가동기간을 측정하기 위해 여러 가지 범주가 사용된다. 다음의 항목

들에 해당하는 경우 일반적으로 역세를 한다.

시간에 따른 역세 : 표면세척 없이 설계된 필터를 사용하는 경우나 끈끈한 부유고형물

을 포함하고 있는 원수로 가동하는 경우 머드볼(mudball)이 형성되

는 것을 피하기 위해 정해진 시간주기에 따라 역세를 해야 한다.

차압에 따른 역세 : 차압이 필터를 투과하는 탁도나 SDI와 관계가 있는 경우 투과가

일어나는 압력보다 낮은 차압에서 역세를 해야 한다.

4) 젤클리어의 장점

사용중인 필터의 설비에 변화없이 혹은 약간의 구조변경을 통해 사용할 수 있다.

응집제가 필터 여재에 직접 결합되어 있어 계속적인 응집제의 첨가가 필요없다




기존의 응집제를 사용하는 필터와 동등하거나 우수한 생산수를 만든다.

후단의 운전비가 기존의 필터보다 낮으며 운전비의 예상이 가능하다.

역세후 숙성의 시간이 필요없다.

기존의 필터에 비해 역세회수가 뚜렷하게 줄어든다.

5 . 젤 클리 어(je lc lee r )의 성 능

응집제를 첨가하지 않은 다층여재 여과필터(multi-media filtration)에서 생성된 여과수는

여전히 높은 탁도를 보인다. 여과수의 탁도는 인입수의 탁도에 비례한다. 이 여과 방식은

직경이 5μm보다 큰 입자들을 제거할 수 있다.

응집제를 사용하는 다층여과필터는 높은 수질의 여과를 생산하여 탁도를 낮춘다. 이 과

정은 역삼투설비의 운전자들이나 제작자들이 요구하는 수준의 탁도 0.2NTU를 맞출수 있

다. 하지만 인입수에서 발생하는 변화에 따라 응집제의 사용량을 조절해 주지 않으면 인입

수에 포함되어 있는 부유고형물의 양이 변함에 따라 생산수의 수질이 크게 변화한다. 이방

식은 직경이 0.1μm인 입자까지 제거할 수 있다.

젤클리어는 낮은 탁도의 균일한 양질의 물을 생산한다. 인입수 부유고형물양의 변화는

생산수의 수질에 큰 영향을 주지 않는다. 부유고형물들이 필터를 통과하게 되는 일이 다층

여재 여과필터의 경우보다 훨씬 적게 일어난다. 0.2NTU 수준의 물을 일정하게 생산할 수

있다. 0.05 ∼ 15μm의 범위의 입자들을 제거하므로 이 범위에서 마이크로필터와 겹친

다. 막분리 과정을 이용하는 미세여과(microfiltration)은 뛰어난 품질의 생산수를 만들며

젤클리어의 경우처럼 인입수의 변화에 생산수의 수질이 큰 영향을 받지 않는다. 이 때 생

산수의 수질은 0.2NTU보다 낮다. 마이크로필터는 종류에 따라 0.05 ∼ 15μm의 범위에

서 입자들을 제거하도록 설계되어 있다.




6 . 적 용 부문

1 ) 유기물이 없는 처리되지 않은 지표수

젤클리어는 부유고형물 함량의 대부분이 점토와 콜로이드성 실리카인 자연수를 매우

잘 처리 한다. 이러한 물에서 권장하는 한계는 탁도가 10NTU 아래이고 색소는 10 PU

(Platinum Unit)보다 낮아야 한다. 이러한 물을 원수로 사용하면 대체로 탁도 0.2NTU,

SDI 1∼5 정도의 생산수를 만든다.

2 ) 유기 오염물( foula nt)이 있는 처리되지 않은 지표 수

어떤 원수원은 유기 오염물을 가지고 있어서 젤클리어의 표면에 오염(fouling)을 일으

킨다. 이런 경우 젤클리어는 다시 코팅되어야 한다. 하지만, 오염물의 함유율이 높을 경

우 세정(cleaning)과 재코팅의 주기가 너무 짧아 경제적인 운전이 불가능하다.

아직 이러한 등급의 물에 색소나 다른 유기물의 제한은 정립되지 않았다. 유기 오염물

이 없는 경우와 마찬가지로 탁도는 10NTU가 한계이다. 현재로선 원수에 대해 젤클리어

의 적합성을 실험을 거쳐(pilot test)로 확인해야 한다.

3 ) 응집하여 침전시킨 지표수

응집하여 침전시킨 지표수에 대한 젤클리어 여과는 매우 우수한 수질의 물을 생산한

다. 이 생산수는 탁도 0.2NTU 이하, 색소 5PU 이하, 그리고 SDI 1∼5정도의 값을 지닌

다. 이 등급의 물에 대한 탁도의 한계는 10NTU이다. 다른 모든 직접 여과방식과 마찬가

지로 필터 전단의 응집과 침전의 과정은 최적화 되어야 한다(충분한 알칼리도, 적합한

pH, 기계적인 변수의 조절).

4 ) 처리된 시수

응집 침전하여 여과된 상수를 젤클리어로 여과할 경우 생산수의 수질은 아주 뛰어나

다. 이 등급의 물은 대체로 탁도 0.2NTU 이하, 4이하의 SDI값을 지닌다. 상당히 많은

수의 역삼투설비가 이러한 등급의 물을 가지고 운전되고 있다. 일반적으로 부수적인 여

과장치가 없을 경우 이러한 역삼투설비의 오염(fouling)율은 대단히 높다.




5 ) 연못과 산호초

상당한 농도의 조류나 조류의 부산물등을 포함하고 있는 연못물을 처리할 때 젤클리어

는 탁도를 0.2NTU, SDI를 5이하의 값으로 낮추기 어렵다. 이러한 등급의 물에 대해서는

연구가 진행중이다.

7 . 적 용 테스 트(pilo t test) 결과 보고

1) OCHACO 저수지 테스트

미국 오레곤(oregon)주 소재, PRINEVILLE시의 취수지 임.

다층여재여과필터(multimedia fitration)와 비교 테스트실시.

물속에 녹아있는 콜로이드 성분은 진흙, 조류 등이 포함됨.

5 GPM/ft2 동일조건 실시.

Turvid i ty,N TU

0.25

0.2

0.15

0.1

0.05

0

0 50 100 150 200 250 300

S D I

3

2.5

2

1.5

1

0.5

0

0 50 100 150 200 250 300

T IME [HOU R]

JELCLEER : , MULTIMEDIA:




DIAMETER

R, u

FEED FILTRATE REMOVAL

[%][No/ml] [%] [No/ml] [%]

0 - 1 1.14 × 106 40.7 9.21 × 104 37.5 91.9

1 - 2 1.14 × 106 40.7 1.23 × 105 50 89.2

2 - 3 2.76 × 105 9.9 3.07 × 104 12.5 88.9

3 - 4 9.21 × 104 3.3 - - 100

4 - 5 6.14 × 104 2.2 - - 100

5 - 6 3.07 × 104 1.1 - - 100

6 - 7 - - - - -

7 - 8 3.07 × 104 1.1 - - 100

8 - 9 - - - - -

9 - 10 3.07 × 104 1.1 - - 100

TO TAL 2 .79 × 10 6 100 2 .45 × 10 5 100 -




2) 제일제당(주) 방류수 테스트

테스트 일정 : 1997. 02. 3 ∼ 02. 14 (10일)

테스트 장소 : 제일제당(주) 인천 1공장 폐수처리장

테스트 목적 : 제일제당(주) 방류수 재활용 → 음용수 용도

테스트 의뢰처 : 제일제당(주) 인천 1공장 환경안전팀

테스트 시행처 : 제일합섬(주) 산자사업부 분리막팀

담 당 자 : 제일제당(주) 유관용 직장

(주) 새 한 김상욱 대리

역삼투분리막 테스트(pilot) 기본 흐름도

4.5/Hr 4.5/Hr 4.5/Hr 3.2/Hr (회수율 71%)

테스트 결과

1. 전처리 젤클리어 : 탁도 및 SS 제거율이 탁월함.

2. 염삼투분리막 : 전처리가 탁월함에 따라 역삼투분리막 베셀 차압이 안걸림.

날

짜

전처리(JELCLEER) M/F 원수(방류수) 처리수(생산수)

통과전 통과후 압력PH COD

전도

도PH COD 전도도

SS 탁도 SS 탁도 입 출

2/4 10.1 2.1 1.9 0.31 1.3 1.3 6.7 25 5563 5.7 0 100

5 9.6 1.9 1.5 0.30 1.2 1.3 6.9 30 5832 5.6 0 95

6 11.3 2.2 2.1 0.30 1.3 1.3 6.8 28 5936 5.8 0 90

7 9.3 2.1 1.8 0.29 1.3 1.3 6.5 26 5995 5.7 0 84

8 10.5 2.3 1.3 0.27 1.3 1.2 6.7 22 6021 5.9 0 83

9 13.0 3.1 1.9 0.27 1.3 1.3 6.7 28 6341 5.8 0 79

10 12.1 1.9 2.0 0.26 1.3 1.3 6.8 30 6531 5.6 0 75

11 11.5 2.1 1.6 0.25 1.3 1.3 6.8 29 6645 5.7 0 76

12 12.1 2.0 1.4 0.25 1.3 1.3 6.7 28 5931 5.8 0 75

13 11.4 2.1 1.5 0.24 1.3 1.3 6.8 25 5865 5.6 0 73

방류수 J EL C L E E R 마이크로필터 역삼투설비농축수

1.3/Hr




3) LG 마이크론 FW 테스트

테스트 일정 : 1997. 01. 14 ∼ 01. 20

테스트 장소 : LG 마이크론 2공장 환경관리팀 하수처리장

테스트 목적 : 원수 수질의 변화에 따른 처리수의 탁도를 효율적으로 관리키 위함.

테스트 의뢰처 : LG 마이크론(주) 2공장 환경관리팀

테스트 시행처 : (주) 새 한 산자사업부 분리막팀

담 당 자 : LG 마이크론(주) 김덕원/이광준

(주) 새 한 한 진 /이용환

테스트 결과

: 탁도 및 SS 제거율이 우수함.

DATE 측정 시간탁도

확 인 비 고원 수 처리수

01/14 09:30 - 10:00 0.28 0.20 Q = 8/Hr

01/14 15:00 - 15:30 0.34 0.18

01/15 09:30 - 10:00 0.30 0.17

01/15 15:00 - 15:30 0.33 0.10

01/16 09:30 - 10:00 0.38 0.07 Q = 5/Hr

01/16 15:00 - 15:30 0.40 0.13

01/17 09:30 - 10:00 0.43 0.10

01/17 15:00 - 15:30 0.33 0.17

01/18 09:30 - 10:00 0.34 0.08

01/18 15:00 - 15:30 0.37 0.11

01/19 09:30 - 10:00 0.41 0.14

01/19 15:00 - 15:30 0.44 0.13

01/20 09:30 - 10:00 0.39 0.10

01/20 15:00 - 15:30 0.38 0.09



6. 운전

6-1. 개 요

6-2. 시운전1) 운전전 확인 항목


6-3. 주기적 관리항목1) 전처리 설비

2) 역삼투 설비

3) 작업일지 기록

6-4. 데이터 보정1) 염 제거율

2) 차압

3) 보정된 생산수량


6운전(OPERATION)

- 103 -

6 -1 . 개 요

역삼투설비에 적용되는 원리는 아주 간단하므로 몇 가지 항목들이 미치는 영향을 이해

하고 분석하면 쉽게 관리할 수 있다. 역삼투설비에 파울링, 스케일링, 분리막 손상 등의

문제가 발생하면 바로 운전압력, 생산수 유량, 염제거율, 차압 등의 항목에서 이상을 나타

내게 되기 때문이다. 간혹 멤브레인의 손상이 표면에 생긴 오염 때문에 겉보기로는 드러

나지 않는 경우도 있으나 약품을 사용하여 세정(CIP)을 하면 그 손상 정도가 완전히 드러

난다1). 이러한 경우 분리막의 성능 저하는 약품의 부정확한 사용에 의한 것이 아님을 판

단할 수 있어야 한다.

운전 과정에서 기록된 각 항목에 대한 자료들을 바로 객관적인 비교 자료로 사용하기는

어렵다. 운전 시점별로 각 항목들이 변화하고 있고, 각각이 서로 영향을 미치기 때문이다.

이러한 이유로 생기는 모호함을 없애기 위해 최초 운전 후 설비가 안정화된 상태의 조건

들을 기준으로 삼고 향후 운전 시점에서의 측정된 자료들을 최초의 운전조건에 맞추어 보

정했을 때의 결과를 가지고 설비의 상태를 판단하는 것이 좋다.

1)역삼투 분리막의 표면 활성층은 폴리아미드로 만들어져 있는 약 0.1~0.2 두께의 박막이다. 이 활성층이 여러가지 오염원들의 문제로 긁힘 현상 또는 결합의 파괴 등으로 손상이 생겼을 때 스케일 등의 형성으로 손상부위가

일정 기간 막혀 있을 수 있다. 그러나 이런 스케일 등은 세정(CIP)을 통해 제거가 되므로 세정 이후 성능이 급격히감소한 것처럼 보여질 수 있다.

1. 개 요


6 운전(OPERATION)

- 104 -

6 -2 . 시운전

1) 운전전 확인 항 목

역삼투설비를 시운전하기 전에 우선적으로 전처리 설비가 정상적으로 작동되는지 확인

하여야 한다. 역삼투설비로 유입되는 원수의 중요한 수질분석 항목들이 적절한 기준 이내

에 들지 않는 경우 전체적인 수질분석을 통해 원수의 상태를 확인할 필요가 있다.

원수수질 : 유량, SDI, 탁도, 온도, pH, TDS, 잔류염소 등 기본 항목

각 여과장치의 운전 상태

각 약품 주입장치들의 운전 상태 및 주입량

각 계측기들의 보정 및 장착 상태

이상 고압 및 저압 등에 대처하기 위한 안전장치들의 장착 상태

배관의 연결 부위, 베셀의 고정 상태

펌프의 상태

각종 밸브의 개폐

2. 시운전


6운전(OPERATION)

- 105 -


원수가 분리막에 유입되지 않도록 한 상태에서 전처리 부분 전체의 이물질을 완전히

씻어낸 후에 다음과 같은 시운전을 한다.

모든 밸브가 올바른 상태에 있는지 점검한다. 특히 원수 압력 조절 밸브와 농축수

조절 밸브가 완전히 열려 있는지 확인한다.

원수 공급 펌프가 설치되어 있는 경우에는 이것을 사용하고, 설치되어 있지 않은 경

우에는 원수측으로부터 공급되는 원수의 낮은 압력을 이용하여 분리막에 들어있는

화학약품 및 공기 등을 30분 이상 씻어낸다. 가능한 낮은 압력(60psig이하)을 이용

하여 적은 유량으로 운전하면 좋다. 이때 농축수와 생산수는 버린다. 이 공정에서

파이프의 이음 상태 및 밸브의 누수 여부를 상태를 점검한다. 30분 이상 씻어낸 후

에 원수 압력 조절밸브를 닫는다. 이때, 농축수 조절 밸브가 완전히 열려 있어야 한

다.

베셀로 인입되는 부분의 원수 압력 조절밸브를 닫아 약간만 열어둔 상태에서 고압펌

프를 가동시킨다.

천천히 원수 압력 조절 밸브를 열어 원수 압력을 천천히 상승(분당 4.0 kg/cm2 미

만)시키면서 농축수 유량이 설계치에 이르도록 한다. 열려 있는 농축수 밸브를 천천

히 닫아가며 회수율이 설계치 근처에 이르도록 조절한다. 생산수 유량과 회수율이

설계치에 도달될 때까지 반복한다. 이때, 회수율과 시스템 압력이 설계 한계치를 넘

지 않도록 주의해야 한다.

조절이 끝나면 시스템 회수율을 다시 계산하여 시스템 설계치와 비교한다.

각 종 약품의 주입양을 확인한다.

전도도, pH, 경도, 알칼리도 등을 측정하여 주어진 회수율에서 스케일 형성의 문제

가 없는지 판단한다.

2. 시 운 전


6 운전(OPERATION)

- 106 -

운전 후 약 1시간 후 모든 운전 자료를 기록하고 특별한 문제가 없는지 확인한다.

운전후 약 이틀 후 다시 모든 운전 자료를 기록하여 향후 운전자료와 비교하는 기준

이 되도록 한다.

원수와 생산수 및 농축수의 수질을 분석한다.

운전 자료와 수질분석 자료를 참고하여 설비가 설계기준에 비추어 정상적으로 운전

되는지 점검한다.

시운전 후 첫 주 동안은 전체 관리항목에 대해 매일 점검을 해보는 것이 좋다.

2. 시운전


6운전(OPERATION)

- 107 -

6 -3 . 주기적 관 리 항목

1) 전처리 설비

각 여과장 치의 인입 압력과 토출 압력(차압 관리)

모래 여과장치(sand filter), 다층 여과장치(multi-media filter),

활성탄 여과장치(activated carbon filter) 등의 역세시기를 판단

잔류염소( free ch lo r ine) 측정

활성탄 여과장치 후단 혹은 역삼투설비 전단에서 잔류염소의 양을 측정

활성탄의 정상적인 작용 및 환원제의 적절한 주입 상태를 확인

연수장치( so ftner) 재생주기 및 생산수 수질

재생 후 다음 재생 때까지의 생산수량을 확인하여 수지의 경도 제거 능력 관리

연수장치 생산수 경도를 측정하여 재생주기를 지나지 않도록 관리

마이크로필터의 인입압력과 토출 압력

고압펌프에 충분한 압력으로 물을 밀어주고 있는지 확인

차압을 통해 마이크로필터의 오염 정도 판단

S DI( Si l t D e ns ity In de x)

각 여과장치의 전후단에서 측정하여 각각의 운전 상태를 확인

탁도

SDI와 함께 측정하여 상호 보완

pH

스케일을 제어하기 위해서 pH 조절 방식을 사용하는 경우 매우 중요한 항목

각종 전처 리 약품의 소모량

3. 주기적 관리 항목


6 운전(OPERATION)

- 108 -

2) 역삼투 설비

원수 수질 에 대한 정확한 분석

농축수의 LSI( 10 ,000 ppm 이하) 혹은 S D S I(10 ,000 ppm 이상)

역삼투설비의 생산수량

역삼투설비가 실제로 가동된 정도를 확인하여 세정주기 산정시 참고

역삼투설비 인입 압력

고압 펌프 후단에 밸브가 있을 경우 밸브 후단의 압력

(압력계가 밸브의 바로 뒤에 설치되면 압력계를 지나는 유속이 빠르기 때문에

실제 걸리는 압력보다 낮은 압력이 측정될 수 있으므로 주의가 필요)

베셀별 차 압

물이 분리막을 지날 때 생기는 저항을 나타내주는 지표

생산수 유 량, 농축 수 유량 및 회수율

스케일 형성의 주요 요인

원수 TD S , 생산수 TDS 및 염제거율

고압 펌프 후단에 밸브가 있을 경우 밸브 후단의 압력

(압력계가 밸브의 바로 뒤에 설치되면 압력계를 지나는 유속이 빠르기 때문에

실제 걸리는 압력보다 낮은 압력이 측정될 수 있으므로 주의가 필요)

농축수 농 도

원수 농도와 농축수 농도를 통해 평균적으로 분리막에 작용하는 농도를 계산하여

평균 염제거율을 계산한다. 유량과 농도의 정확성을 확인하기 위해 사용되기도 한다.

생산수유량 × 생산수TDS + 농축 수유량 × 농축수TDS = 원수유량 × 원수TD S



6운전(OPERATION)

- 109 -

베셀별 생 산수 농도 및 생산수 유량

계측기 보 정

기록하고있는 자료가 신빙성을 가지기 위해서는 주기적인 계측기의 보정이 필요하다.

-pH 측정계

측정치의 변동이 심한 계측기이므로 매달 정기적인 점검이 필요하다

-유량계

물을 세정 탱크 등에 직접 받거나 다른 계측기를 장착해 보아 상태를 확인할 수

있다.

-전도도계

매달 센서를 닦아 주는 것이 좋으나 측정치가 크게 흔들리지 않으면 괜찮다.

-압력계

압력계 보정장치나 보조 측정장치를 사용하여 점검할 수 있다.

3) 작업일 지 기록

설비 보수 를 위한 주기적인 작업상 황 기록

(부품 교체, 설비추가 및 보수)

역삼투분리막의 장착위치 변 경 등에 관한 정보 기록

각종 계측 기의 보정 내용

분리막 세 정작업 내용

( 일자, 시간, 약품종류 및 사용량, 유량, 압력, pH, 온도)



6 운전(OPERATION)

- 110 -

6 -4 . 데이터 보 정(data no rma lizatio n)

데이터 보정은 기록한 운전 자료를, 설비 상태를 가장 잘 반영하는 형태로 변환하는 것

을 말한다. 각각의 운전 자료는 상호 연관되어 있으므로 하나의 항목에 변화가 있다고 하

더라도 다른 항목들의 변화를 함께 고려하지 않는다면 실제 일어난 변화인지 아닌지를 판

단할 수 없다. 따라서 서로 연관성이 있는 항목들을 상수로 표준화하여 주요한 항목 1개

의 변화만을 비교할 수 있도록 하는 자료의 보정 작업이 필요하다. 보정된 자료는 일반적

으로 설계 성능 혹은 시운전 후의 안정화된 성능과 비교한다. 주기적으로 기록된 운전 자

료를 보정하여 그래프를 그리면 설비에 나타날 수 있는 문제를 사전에 알아낼 수 있다.

자료의 보정을 통해 확인하고자 하는 설비상의 변화는 다음의 네 항목이며,

분리막의 오염( fouling, sc aling)

분리막 조직의 화학적 손상

물리적 파손( O-ring, 접착부위, 기타)

유로 막힘( 비정상적으로 들어온 이물질 혹은 막 표면의 오염에 의한)

이러한 현상을 나타내 주는 변수들은 다음과 같다.

보정된 염제거율 (n ormal ized sa lt re jection)

보정된 차압( n or ma l ized d iffe rentia l pr essure)

보정된 생산수량 (n ormal ized pe rme at flux )

보정된 가동압력 (n ormal ized opera t ing p ressure, 보정된 생 산수량과 같은 개념이

된다)

4. 데이터 보정(DATA NORMALIZATION)


6운전(OPERATION)

- 111 -

1) 염제거 율(sa lt re jection)

염제거율을 계산하는 방법 중 보편적인 것은 원수의 TDS를 전체 분리막에 균일하게 걸

리는 것으로 간주하여 계산하는 방법이다. 이는 실제 분리막이 내는 성능보다 낮은 염제

거율을 보여주게 된다. 회수율이 높을수록 실제값과 계산값의 차이가 커진다.

염제거율원수 생산수

원수 =

TDS- TDS

TDSX100

이를 보완하기 위해서 사용되는 방법은 평균 TDS를 분리막에 걸리는 TDS로 간주하는

것이다. 이 방법은 회수율에 의해 변화하는 농도를 어느 정도 보정해 줄 수 있다.

평균 T D S농축 수 원 수

= TDS + TDS

2

염 제거율평균 T D S 생 산수

평균 T D S =

- TDSX100

농축수의 농도를 측정하기 어려운 경우에는 다음의 식을 이용한다.

농축수 원수회수율

TDS = TDS X 1

1−

염제거율은 각 이온별로 상당히 차이가 크게 나타나므로 정확한 변화를 알기 위해서는

특정 이온의 제거율을 계산하는 것이 좋다. 시운전시 원수와 생산수의 수질을 분석하여

각 이온별 제거율을 기록해 두면 차후 관리에 큰 도움이 된다. 원수 구성 성분이 다르기

때문에 발생하는 염제거율의 차이(실제 성능에는 변화가 없지만)를 확인할 수 있다. 분리

막의 물리적인 파손과 화학적 변화 등의 문제는 1가 이온의 제거율보다 2가 이온의 제거

율을 통해 더 잘 확인된다.

TDS값 대신 전도도를 이용하여 염제거율을 계산할 수도 있으나 TDS와 전도도 간의 변

환비가 농도에 따라 달라지므로 TDS값을 기준으로 할 때와 약간의 차이를 보일 수 있다.



6 운전(OPERATION)

- 112 -

일반적으로 전도도로 계산한 염제거율이 더 낮은 것으로 나타난다2).

2) 차압( p ressure d iffe rentia l, d iffe rentia l p ressure, de lta -P, ΔP )

분리막에 들어가는 압력과 농축수쪽으로 나오는 압력의 차이를 차압이라 하는데 역삼투

설비에서는 대체로 1개 베셀을 통과할 때 생기는 압력 차이를 관리항목으로 한다. 차압은

물의 흐름에 저항하는 정도를 나타내는 지표이며 일정한 유량에서 차압이 증가한 것은 유

로가 막혔음을 말한다.

차압은 생산수와 농축수의 변화, 온도의 변화 등의 여러 가지 변수에 의해 영향을 받으

므로 기록된 차압의 직접적인 비교는 어렵다. 따라서 보정이 필요하다. 유량의 변화에 따

른 차압을 보정하기 위해 다음의 식을 이용할 수 있다.

보 정된 차압측정한 차압 농축수유량초기치 생산수유량초기치

농축수유량 생산수유량 =

X (2X + )

2X + )

1 . 5

1 . 5(

3) 보정된 생산수량( n orma l ized pe rme at e flowra te)

Q Q X P

P

2P

PP

2P

X TCF

TCFN 0

I

I

PI I

O

O

PO O

I

O

=- - -

- - -

∆

∆

π

π

PI = 초기 운전압력, PO = 측정시 운전압력

PI = 초기 차압, PO = 측정시 차압

PPI = 초기 생산수압, PPO = 측정시 생산수압

πI = 초기 평균삼투압3), πO = 측정시 평균 삼투압

(원수 삼투압 + 농축수 삼투압)/2

TCF I = 초기 온도보정 계수4), TCF O = 측정시 온도보정 계수

QN = 보정된 유량, QO = 측정시 유량

2)전기전도도의측정 지표로 사용되어지는이온들의 경우 비이온의 경우보다도 비교적 투과성이 높기 때문에 증발잔유물(TDS)로 원수와 생산수의 농도를 계산한 것 보다도 높게 나타날 수 있다.3)부록(10-11,12) 참조4)부록(10-22) 참조



6운전(OPERATION)

- 113 -

생산수량은 분리막의 관리항목중 가장 중요한 요소이며 역삼투설비의 상태를 가장 잘

반영한다. 생산수량은 가동압력, 삼투압(원수의 농도), 온도 등에 영향을 받으므로 이들의

영향을 생산수량에 반영시켜야만 분리막의 상태를 직접적으로 판단해볼 수 있는 지표를

얻게 된다. 앞 쪽의 식을 이용하면 개략적인 값을 구할 수 있다.


7. 세정

7-1. 개 요

7-2. 역삼투분리막의 오염 발생 원인

7-3. 오염물질 분석

7-4. 세정 시기

7-5. 세정조의 크기 및 세정액의 양

7-6. 세정 과정

7-7. 세정 약품

7-8. 미생물 방지 약품

7세정(CLEANING IN P LACE)


7 -1 . 개 요

역삼투분리막의 표면에는 원수에 존재할 수 있는 실트(silt), 콜로이드성 물질, 유기물,

미생물 그리고 스케일 등의 이물질에 의한 오염이 생길 수 있다. 역삼투설비에 유입되는

물을 전처리하는 과정이 분리막표면을 오염시키는 물질들을 가능한 많이 제거하기 위해

설계되지만 이것을 통해 모든 오염을 완전하게 막아낼 수는 없다. 따라서, 설비를 운전하

는 도중 오염물질을 제거해주는 작업을 주기적으로 해주어야만 하는데 이 과정을 세정

(CIP, Cleaning In Place)이라 한다.

역삼투분리막의 표면에 오염이 일어나면 정수량이 줄거나 염투과율이 증가하는 등으로

성능감소가 발생한다. 이는 막성능에 영향을 주는 다른 요인들(압력, 온도 등)의 변화에

의해 겉보기로는 나타나지 않을 수도 있으므로 주의가 필요하다.

기본적으로 폴리아미드계(PA type)의 분리막은 넓은 pH 범위에서의 안정성과 온도에

대한 내성이 있기 때문에 세정을 아주 효과적으로 수행할 수 있다. 하지만, 세정해야 할

시기를 놓치고 장시간이 지나면 분리막의 표면에서 오염 물질을 완전히 제거하는 것은 어

렵다.

최적의 세정 과정을 선택해야 할 때, 다음의 사항들을 고려해야 한다:

·소모되는 세정 용액에 의한 환경영향(EDTA, 살균제 등)을 최소화해야 한다

·오염물질의 제거효율을 최대화한다.

·막에 대한 충격을 최소화한다(순한 약품을 우선 적용).

·비용을 최소화한다.

1. 개 요

7 세정(CLEANING IN P LACE)


7 -2 . 역삼투 분리 막에 오염 이 발생하 는 원인

부적절한 전처리(원수수질 및 유량 대비 설계의 부적절, 필요장비 미비)

혹은 비정상적인 전처리 설비 운전(SDI 성분, 탁도, 콜로이드 등의 제거능력 저하)

부적절한 재료의 선택(펌프, 배관, 기타)

화학약품 주입 장치의 고장(산, 스케일방지제, 분산제, 산화방지제, 기타)

가동중지 후 적절하지 못한 처리

적절하지 않은 운전(회수율, 생산수량, 농축수량, 차압, 세정 기타)

장기간 동안의 침전물 퇴적(황산바륨(BaSO4), 실리카(SiO2))

원수 구성물질의 변화

미생물 오염

2. 역삼투분리막에 오염이 발생하는 원인



7 -3 . 오염 물질 분석

설비의 성능을 기록한 자료를 분석한다.

원수를 분석한다.

기존의 세정 결과를 확인한다.

SDI 값을 측정하는 필터(0.45)에 걸린 이물질을 분석한다.

마이크로 필터의 퇴적물을 분석한다.

원수가 유입되는 배관의 내부와 분리막의 원수가 유입되는쪽 맨 앞부분을 검사한다.

3. 오염 물질 분석



7 -4 . 세정시 기

다음의 경우에는 언제나 세정을 해주어야 한다.

- 보정된 생산수량(normalized permeate flux)이 15% 감소한 경우

(보정된 가동압력(normalized operating pressure)이 15% 증가한 경우)

- 보정된 염투과율(normalized salt passage) 이 정상치에 비해 15% 증가한 경우

- 초기 조건(처음 25시간에서 48시간의 작동에 의해 얻어진 운전기록)에 비해 차압

이 15% 증가한 경우

역삼투설비의 성능에 영향을 주는 요소에는 압력, 온도, pH, 회수율, 원수농도 등의 여

러 가지 변수가 있으므로 데이터 보정(data normalization)1) 순서에 따라 정수의 유량과

염배제율을 보정하는 것이 매우 중요하다. 또한, 역삼투설비가 사용되는 지역의 원수 및

기타 환경의 특성에 따라 세정 시기가 달라질 수 있으므로 현장별로 적절한 관리가 필요

하다.

1)제6장 6-4 데이터보정참조

4. 세정시기



7 -5 . 세정조 (c lean ing tank)의 크기 및 약 품의 양

역삼투 분리막의 세정에 필요한 세정용액의 양은 베셀의 부피와 인입수쪽과 회수쪽 배

관내부의 부피를 더하면 된다. 세정조의 크기는 세정용액의 양을 충분히 담을 수 있을 정

도의 크기가 되어야 한다. 배관의 부피를 정확하게 계산하기 어려울 때는 대략적으로 베

셀 부피의 1.2배 정도를 필요한 세정용액의 양으로 하면 된다.

5. 세정조(CLEANING TANK)의 크기 및 약품의 양



7 -6 . 세정 과정

1) 적당한 세정용액을 준비하고 pH를 확인한다. 용액을 역삼투설비에 순환시키기 전에

충분한 교반을 통해 약품을 확실히 녹여 농도분극이 생기지 않도록 한다.

2) 세정에 필요한 유량의 절반 정도의 유량과 낮은 압력으로 세정용액을 역삼투설비에

흘려 보내 베셀 내부에 남아 있는 물을 제거한다. 세정용액이 처음 나올 때까지 농

축수 및 생산수를 버리면 세정용액이 희석되는 것을 방지할 수 있다.

정수가 전혀 나오지 않을 정도의 압력(원수와 농축수 사이의 차압에 해당하는 만큼

의 압력)에 해당하는 압력만 사용한다. 낮은 압력은 분리막에 이물질이 다시 퇴적되

는 것을 최소화한다.

3) 베셀에 남아 있던 물이 모두 제거되면 농축수 및 생산수를 세정조로 순환시키고 온

도가 안정화되도록 한다. 순환시키기 전에 반드시 온도와 pH가 기준치에 맞는 지를

확인해야 한다. 효율을 판단하기 위해 세정용액의 탁도 및 pH 등을 확인한다. 만약

세정용액이 색을 띠거나 탁해지면 새로 세정용액을 준비하여 세정한다. pH가 0.5

이상 올라가면 산을 더 첨가하거나 용액을 바꾸는 것이 좋다.

4) 펌프를 끄고 밸브를 잠궈 분리막이 약품에 침적되도록 방치한다. 대체로 1시간 정도

면 충분하다. 제거하기 어려운 오염일 경우 더 오래 동안 해주면 좋다. 장시간 동안

침적시키며 온도를 유지하기 위해서는 순환과 침적을 반복하도록 한다.

5) 세정유량으로 30분 정도 세정용액을 흘려준다.

세정시 필요한 유량

ELEMENT DIAMETER(INCH)

FEED FLOW RATE PER PV

GPM m3/hr

2.5 ∼5 ∼1.1

4 ∼10 ∼2.3

8 ∼40 ∼9

6) 사용한 세정약품을 배출하고 남아 있는 세정용액을 씻어낸다. 세정용액을 씻어낼 때

는 순수나 깨끗한 물(역삼투설비 생산수 등)을 사용하는 것이 좋다. 물의 온도는 20

이상으로 해주는 것이 재침전을 막는데 효과적이다.

6. 세정 과정



8) 역삼투설비를 다시 정상조건으로 가동시켜 10분 이상 생산수를 버린다. 이때 현장에

서 필요한 수질이 되는지 점검하도록 한다. 여러 가지 약품으로 세정할 경우 각각이

진행되기 전 생산수쪽도 씻어주도록 한다. 화학약품들간의 화학반응을 막기 위해서

이다.

※ 다단 설비인 경우 세정시 첫 단의 유량이 너무 적거나 마지막 단의 유량이 너무 많

지 않도록 각 단을 따로 세정하여야 한다. 이는 첫 단에서 제거된 퇴적물이 다음 단

으로 들어가 원수 유로에 얽히는 것을 방지한다.

6. 세정 과정



7 -7 . 세정약 품

C SM 분리막의 안정성 때문에 넓은 범위의 세정약품이 적용될 수 있다. 그러나, 분리막

의 성능에 영향을 주는 약품과 영향을 주지 않는 것에 뚜렷한 경계는 없다. 일반적으로

심하고 잦은 세정(일반적으로 염투과율이 증가할 때)은 분리막의 수명을 단축시킨다.

염기성 세정제는 생물학적 물질 및 유기물질에 의한 오염을 잘 제거할 수 있고 산성

세정제는 철 등의 무기물에 의한 오염을 잘 제거한다.

경우에 따라 전문회사의 세정약품을 사용할 수 있다. 분리막의 물투과성에 대해 어떻

게 영향을 주는지 불분명하고 세정조건(온도 및 pH)에서 장기 실험결과가 없기 때문에 사

용자의 조심스런 선택이 필요하다. 그러나, 상대적으로 좋은 효과를 기대한다면 사용할

수 있다. 세정시에 약품 제조자들의 지침을 정확히 따르고 조건에 따른 pH 한계를 관찰

해야 한다.

7. 세정약품



세정시의 pH와 온도의 범위

구 분 세 정 시

온도( )50

인 경우

35

인 경우

30

인 경우

25

인 경우

pH 범위 3 - 10 2 - 11 2 - 11.5 2 - 12

오염물질에 따른 세정 용액(%는 질량비)

주요 오염물질 추 천 약 품 비고

무기물

Inorganic

0.2% 염산(Hydrochloric Acid)

0.5% 인산(Phosphoric Acid)

2.0% 구연산(Citric Acid)

HCl

H2PO4

C3H4(OH)(CO2H3)

산화금속

Metal Oxides

0.5% 인산(Phosphoric Acid)

1.0% 황산나트륨(Sodium HydroSulfite)

H2PO4

Na2S2O4

침니(沈泥)

Silt

0.1% 수산화나트륨(Sodium Hydroxide)

0.025% 12황산나트륨(Sodium Dodecylsulfate)

NaOH

미생물층

BioFilms


1.0% 에틸렌디아민-4초산 나트륨

Sodium Ethylene Diamine Tetra-acetatic Acid

NaOH

Na-EDTA

유기물

Organics

0.025% 12황산나트륨(Sodium Dodecylsulfate)

0.1% 3인산나트륨(Sodium Triphosphate)

Na-DDS

Na5P3O10

실리카

Silica


1.0% 에틸렌디아민-4초산 나트륨

Sodium Ethylene Diamine Tetra-acetatic Acid

NaOH

Na-EDTA

7. 세정약품



7 -8 . 미생물 방 지 약품

약 품 명 사용농도 비 고

염소

Chlorine∼0.1ppm

- 멤브레인을 산화시키므로 주의 필요

- 철 등 전이금속이 있으면 사용 불가

아황산나트륨

Sodium BiSulfite(SBS)

과산화수소

Hydrogen Peroxide∼0.2 %

- 최적의 살균력과 분리막 수명유지를 위해 pH

3 정도 유지

- 염투과율 유지를 위해 25이하의 온도 유지

- 철 등의 전이금속이 있으면 사용 불가

- 유기 및 무기 세정 후 사용

과초산

Peracetic Acid∼0.2 %

- 철 등의 전이금속이 있으면 사용 불가

- 유기 및 무기 세정 후 사용

포름알데히드

Formaldehyde0.5 ∼3 % - 규제물질이므로 취급 주의

4기살균요오드

Iodine Quaternary

Germicide

- 생산수량 감소, 사용하지 않는 것이 좋음

8. 미생물 방지 약품


8. 역삼투분리막 모듈 교체

8-1. 베셀 열기

8-2. 역삼투분리막 모듈 교체

8-3. 베셀 닫기

8-4. Code Line 베셀 관련 도면

8역삼투분리막 모듈 교체 작업


8 -1 . 베셀 열기

1단계 : 운전을 중단하고 고압이 풀리도록 한다.

2단계 : 생산수 및 농축수 연결 배관(port)을 푼다.

3단계 : 베셀의 뚜껑(end closure)의 부식 상태를 확인한다.

(재결합시의 편리를 위해 원수와 농축수 포트(port)의 원래 위치를 표시해 둔다.)

4단계 : 잠금장치(interlock)를 푼다(securing ring, locking ring set).

※ 부품들을 분리한 후 모든 이물질들을 베셀에서 제거해야 한다.

1. 베셀 열기

8 역삼투분리막 모듈 교체 작업


8 -2 . 역삼투 분리 막 모듈 교체

1단계 : 모듈 연결체(element interface hardware)를 분리한다

- 베셀의 뚜껑을 분리(압력 확인)

- 양쪽 끝부분의 모듈 연결체(End-connector)를 분리

2단계 : 모듈을 분리1)(원수 흐름 방향)한다.

3단계 : 모듈을 삽입한다.

- 베셀 내부의 긁힘, 부식, 과량의 윤활제 기타 이물질의 퇴적 등을 확인

- 베셀을 세척

- 모듈의 표면과 텔레스코핑방지(antitelescoping) 장치2)의 상태 확인

브라인실의 방향 확인

- 50%의 글리세린용액을 베셀 내부에 흘려줌(장착을 쉽게함, 베셀 긁힘 방지)

- 첫 모듈의 장착(끝부분 약간이 베셀 밖으로 나오도록 함)

- O-링(O-ring) 윤활제를 인터컨넥터(interconnector) 의 O-링(O-ring)에 발라 장착된

모듈에 끼움

- 다음 모듈을 장착(인터컨넥터에 무게가 실리지 않도록 주의)

·모듈은 항상 원수가 진행하는 방향으로 제거하고 장착함

·윤활제의 사용량은 최소한으로

·모듈 장착을 용이하게 글리세린/물(50/50) 용액으로 베셀 세척 가능

·모듈의 번호를 확인하고 장착되는 위치를 기록

·특별한 경우가 아니면 브라인실(brine seal)은 원수쪽에 장착

- 최종 모듈을 첫 모듈이 농축수쪽(베셀끝)의 원래 위치에 도달할 때까지만 삽입

1)모듈을 분리할때 원수의 흐름방향으로하는 이유는 모듈의 외부에 있는 브라인실(brine seal)이 원수가 흐르는 방

향으로 있기 때문이다. 원수의 흐름에 반대방향으로 모듈을 분리하려 하면 브라인실이 베셀내부에서뒤집혀 밀착되어 앞뒤로도 움직이지 않는 경우가 있다.(3장 제품소개의 모듈도면 참조)2)모듈내에 차압이 기준치 이상발생하게 되면 생산수 파이프를 기준으로 망원경처럼모듈이 밀려 분리막이 파손되

는 경우가 많다. 그렇기때문에 모듈의 양쪽 끝부분에는 이를 방지해주기 위한 장치가 있다.(3장 체품소개의 기준차압 및 모듈도면 참조)

2. 역삼투분리막 모듈 교체

8역삼투분리막 모듈 교체 작업


2. 분리막 모듈 교체

확대면 A

모듈베셀

확대면 B원수진행방향→

모듈베셀

인터컨넥터

브라인실

(방향주의)

일정간격

8 역삼투분리막 모듈 교체 작업


8 -3 . 베셀 닫기

1단계 : 쉘(shell)과 헤드실(head seal)에 윤활제 바르기

(글리세린은 분리막에 파울링을 일으키지 않는다. 실리콘 계열이 성능면에서 우

수하나 파울링의 가능성이 있다.)

2단계 : 뚜껑(head) 결합

- 열기 전에 표시한 방향대로 뚜껑(head)을 결합(결합 후 뚜껑을 돌려서는 안된다.)

- 장착하는 동안 뚜껑이 좌우로 흔들리면 헤드실(head seal)이 이탈했을 수 있다.

3단계 : 잠금장치(interlock) 결합(반드시 올바르게 결합되어야 한다.)

(너무 심하게 조이지 않도록 주의한다.)

4단계 : 원수 및 농축수 배관을 연결한다.


9. 문제 해결

9-1. 개 요

9-2. 염제거율이 감소한 경우 문제파악

1) 계측기 보정 전도도 측정기 / 유량계 / 압력 계

pH/ 온도

2) 염 제거율이 낮은 부분 파악 각각의 베셀 생산수 TD S 검사

베셀내 모듈별 수질 측 정

막의 개별 물성 측정

9-3. 염제거율 감소 원인과 방지

1) 첫번째 막의 염제거율 저하원인

2) 마지막 막의 염제거율 저하원인

3) 부분적으로 염제거율이 낮은 경우

9-4. 차압의 증가 원인 및 방지

9-5. 분석적 접근

9문제해결(T ROUBLE S HOOTING)


9 -1 . 개 요

역삼투 시스템에서 가장 빈번하게 문제가 제기되는 부분은 염 제거율(salt rejection)

의 저하와 생산수량(permeate flux)의 저하이다. 만일 염제거율이나, 생산수량의 감소

가 서서히 일어나는 경우에는 적합한 일반적인 세정(CIP)으로 회복, 유지시킬 수 있는

보통의 파울링(fouling) 혹은 스케일링(scaling)이라고 보아야한다. 보다 빠른 감소를 보

이거나 갑자기 감소를 보이는 현상이 일어나는 경우에는 설비 운전의 실수나 설비의 결

점이 있거나 생겼음을 암시한다. 어떠한 경우라 할지라도 가능한 빨리 적합한 조치를

취하는 것이 매우 중요하다. 왜냐하면, 생산수량이 급격히 저하된 경우나 염제거율이

심하게 저하된 경우에는 조치가 지연됨에 따라 시스템의 성능을 회복시킬 수 있는 기회

가 줄어들기 때문이다.

잠재되어 있는 문제점을 조속히 파악하기 위해서는 운전일지가 보관되어 있어야 하

며, 모든 계측기가 적합하게 보정되어 있는 상태에서 설비의 성능 보정(system

performance normalization)이 되어야 한다1). 성능의 저하가 인지된 후에는 문제점을

확인한 후 원인을 파악하는 순서로 문제를 해결한다. 운전 일지와 설비의 성능 보정을

통해서도 문제점의 원인을 파악하기 힘든 경우에는 한 개 이상의 분리막 모듈을 탈착하

여 정밀한 분석2)을 시행한다.

1)제6장의 6-4 데이터보정 참고2)(주)새한에서는 역삼투설비의 성능보호 및 적합한 전처리 설계를 위한 KOLAS인증 수질분석과 더불어 분리막의막표면 검사를 수행하고 있다. 이를 통하여 보다 정밀한 원인분석과 더불어 문제해결책을 제시할 수 있다.

1. 개 요

9 문제해결(TROUBLE S HOO TING)


9 -2 . 염제 거율 이 감소한 경 우의 문제 부분 파악

역삼투설비에서 염제거율은 가장 관심 있게 파악되는 요소이기 때문에 염제거율이 감

소되면 즉각적으로 관심을 기울인다. 그런데 많은 엔지니어나 기술자들은 염제거율이

감소되었을 경우에 어떤 비정상적인 것이나 새로운 것 또는 신비한 것에 의해서 일어났

을 지도 모른다고 생각하는 경우가 많다. 그러나, 이러한 문제는 많은 다른 역삼투설비

에서 경험되었던 것이고, 기록되어 왔다는 것을 알아야 한다.

여하튼 간에 다음의 이유로 염제거율 감소의 원인은 조속히 밝혀야 한다.

- 공정수의 수질이 규제치 이하가 된다.

- 매우 낮은 수준의 염제거율 저하라 할지라도 때에 따라서는 심각한 막의 손상이나,

오염 또는 스케일이 문제가 될 수 있고, 반대로 염제거율 저하 때문에 막이 손상되거

나 오염이 생길 수 있다.

- 유기물이나 콜로이드 물질이 막을 통과하여 후단의 이온 교환 수지를 회복 불능 상태

로 오염시킬 수 있다.

- 역삼투설비 후단의 이온 교환 수지에 이온 부하를 증가시켜 재생주기가 짧아진다.

염제거율은 일반적으로 다음과 같은 식으로 계산된다.

염 제거율정수

원수(% ) =

TDS

TDS X 1001 -

FHG

IKJ

상기와 같은 식으로 계산된 염제거율은 원수가 막을 통과하면서 농도가 높아지는 것

을 고려하지 않았기 때문에 정확한 진단을 위해서는 다음과 같은 방법이 필요하다. 농

축되는 농도를 고려하여, 즉 시스템 회수율을 고려하여 염제거율을 얻는 방법이 있다.

염 제거율정수

평균원수(% ) =

TDS

TDS X 1001 -

FHG

IKJ

여기서, 평균 TDS는 원수와 농축수의 TDS의 평균으로 다음과 같이 구해진다.

2. 염제거율이 감소한 경우의 문제 부분 파악



평 균 원 수원 수 농 축 수

T D S =T D S + T D S

2

보통의 역삼투설비의 염제거율은 새로운 막을 장착했을 경우에 90~99 %의 성능을

나타낸다. 그러나, 설비의 염제거율은 막의 종류, 운전 조건, 물의 조성등에 따라 크게

달라질 수 있다. 설비의 인입 압력이 높아질 경우에는 염제거율이 높아진다. 2가 이온

같은 다가 이온의 염제거율은 1가 이온 보다 높아 pH 조절을 위해 황산을 사용하는 경

우가 염산을 사용하는 경우보다 염제거율이 높게 나타나는데, 이는 황산(sulfate) 이온

은 2가이고, 염산(chloride) 이온은 1가이기 때문이다. 염제거율이 저하된 것을 인지한

후에는 원인을 파악하기 위해 다음과 같은 순서를 거쳐야 한다.

1 ) 계 측기 보정

문제점을 해결하고자 할 때는 항상 계측기의 보정(Calibration)이 첫번째로 시행되어야

한다.

전기전도도 측정기

각각의 전도도계는 정확히 보정된 제3의 전도도 측정기로 보정을 하여야 한다.

만일 차이가 나타나면 제조사가 추전하는 보정 방법대로 보정을 하여야 한다. 보

정하기 전에는 측정감지기(probe)에 간섭 물질이 묻어 있는지를 확인하여야 한

다. 또한, 제조사가 추천하는 방법에 맞게 올바로 설치되었는지도 살펴야 한다.

감지기(probe)가 적합하게 설치되지 않은 경우에는 장치가 공기에 노출(trap)되거

나 감지기(probe)를 통과하는 물의 순환이 충분하지 않을 수도 있다.

유량계

보정된 생산수량은 막이 파괴되어 가고 있는지 혹은 오염(Fouling)되어 가고

있는지를 파악하는데 중요한 정보를 제공하는 요소이다. 만일 유량계가 부정확한

상태에 있다면 역삼투설비의 성능 변화를 감지하지 못하거나 과장되게 해석할

수 있다.

유량계를 보정하는 방법에는 두가지가 있다. 한가지의 방법은 "물통과 초시계

를 이용한 방법(bucket-and-stopwatch method)"이다. 이 방법은 정확한 부피를

알 수 있는 물통에 생산수 배관을 연결시켜 일정한 부피의 물을 생산하는데 걸리

는 시간을 재서 유량을 측정하는 방법이다. 유량계가 안정화되기 전에는 물의 흐




름을 다른 곳으로 향하게 하고, 유량계가 안정화 된 이후에 물통으로 연결시킨

다. 이때 물통으로 세정탱크(CIP tank) 를 사용할 수 있다. 정확도의 제고를 위해

서는 여러번 반복하여야 한다. 또 다른 방법으로는 "유량계를 상호 비교하면서

보정하는 방법"이 있다. 보정 이후에는 물질수지(mass balance) 를 세워 정확성

을 비교해보면 유량계의 정확성을 알 수 있다.

압력계

압력계가 정확해야 막 표면에 이물질이 쌓이는 것을 정확히 알 수 있다. 만일

일반적인 기계식 압력계(mechanical pressure guage)를 사용하는 경우에는 주

기적으로 정확히 보정된 압력계를 이용하여 보정을 해 주어야 한다.

전기적인 압력 센서를 사용하는 것이 정확도를 더 높힐 수 있지만 고압 펌프의

진동이나 기타 원인에 의해서 오차가 생기거나 고장이 생길 수 있다. 진동이 심

한 고압 펌프가 연결된 스텐레스 파이프에 전기적인 압력 센서를 설치하는 것은

피하는 것이 좋다. 진동이나 맥동의 효과를 방지하기 위해서는 센서를 가능한 한

먼곳에 설치하거나 1/4인치 스텐레스 스틸 파이프나 고압 나일론 튜브로 연결하

는것이 좋다.

압력계의 위치도 굉장히 중요하다. 압력조절벨브(throttle valve)의 바로 뒷부분

이나 혹은 유속을 제한하는 곳은 피해야 한다. 압력계 센서를 보정할때는 배관에

연결이 쉬운(quick-connect fitting) 보정 압력계를 사용하는것이 편리하다. 또

한, 중하(重荷)시험기(deadweight tester)도 유용하다.

pH 측정 계

역삼투 시스템은 제한된 pH 범위에서 사용되도록 설계되어 있다. 이 범위를

넘을 경우에는 막에 스케일이 형성되거나 혹은 막의 손상을 초래할 수 있다.

온도계

온도가 조금 변할 경우에는 염제거율에 큰 영향을 끼치지 않으나 생산수량에는

커다란 영향을 미치기 때문에 보정된 생산수량3)을 정확히 구하기 위해서는 정확

한 온도가 필요하다.

3)부록 10-22 온도보정계수를활용




이와 같이 계측기들이 보정된 후에야 역삼투설비 성능을 정확히 진단할 수 있다. 계

측기의 보정 이후에도 여전히 염제거율이 감소된 것으로 나타났을 경우에는 어느부분에

서 문제가 발생되었는지 확실히 밝혀야 한다.

2 )염제거율이 낮은 부 분 파악

염제거율 저하는 전체 모듈에서 전반적으로 균일하게 낮아진 경우가 있고, 첫번째 모

듈 혹은 마지막 모듈에서 부분적으로 낮아진 경우도 있다. 또는, 개별적인 베셀이나 모

듈에 한정된 경우도 있다. 다음과 같은 순서에 의해서 염제거율 저하가 나타난 위치를

파악한다.

각 베셀의 생산수 TDS 검사

각각의 베셀의 생산수 TDS를 측정하여 이상이 있는 베셀이 있는지를 검사한

다. 이때 2단의 생산수 수질은 1단보다 나쁘고, 3단은 2단보다 나쁘다는 것을

염두에 둔다4). 1개월에 한번 정도로 베셀별 생산수 TDS를 측정해두면 각 베셀에

대한 기준치(base line) 를 알 수 있어서 좋다.

베셀내 모 듈별 수질 측정

나권형 역삼투분리막 설비에서는 염제거율이 낮아진 경우 각각의 모듈별로 성

능변화를 확인할 수 있다. 인터컨넥터(interconnector) 의 내경보다 작은 튜브

(plastic tube) 를 모듈의 집수관(Central Tube) 에 끼워 넣으면서 위치별로 TDS를

측정한다. 베셀에서 생산수 집수관에 연결된 배관를 떼어낸 후 그 속으로 튜브를

삽입한다. 예를 들면 다음과 같다.

모듈 장착위치 # (Membrane #) 정수 TDS ( ppm )

# 1 ( 첫번째 ) 12

# 2 10

# 3 14

# 4 10

4)역삼투 시뮬레이션 프로그램 CSM-PRO2000 을 사용하면 베셀의 각 모듈별 염제거율 및 생산수량 등에 대하여알 수 있다.




# 5 26

# 6 ( 마지막 ) 18

상기 분석치에 의하면 #5 위치에 장착되어 있는 모듈이 염제거율을 저하시키

는 역할을 했음을 쉽게 알 수 있다. 이와 같은 방법으로 손상된 막의 위치를 알

수 있지만, 바로 이전에 장착되어 있는 막의 생산수와 합쳐져 평균으로 나타난

수치이기 때문에 정확한 염제거율 수치를 알 수 없다는 사실을 이해해야 한다.

그림. 베셀내 모듈별 생산수 수질측정 방법

막의 개별 물성 측 정

막의 물성 변화를 개별적으로 정확히 알기 위해서는 설비 내에서가 아닌 별도

의 평가 장비에서 개별적으로 막의 물성을 측정해야 한다.


E lem ent N o . # 1 # 2 # 3 # 4 # 5 # 6

TD S

M e ter



9 -3 . 염제 거율 감 소 원인과 방 지

1 )첫번째( F ront-end ) 모듈 의 염제거율 저하원인

첫번째 장착된 모듈의 염제거율 저하는 산의 과량 주입, 산화제의 과량 주입, 수압 불

균형(hydraulic imbalance), 과도한 인입수의 온도, 그리고 전이 금속에 의한 산화 등이

원인이 된다. 운전 현장에서 수치를 적절히 기록하여 관리가 잘되어야 이러한 현상을

신속히 인지하여 적절한 조치를 할 수 있다. 또한, 적절한 예방 대책이 세워져 있어야

이러한 현상을 미연에 막을 수 있다.

산의 과량 주입

역삼투설비에서는 탄산계열(CO3) 스케일을 방지하기 위하여 산을 주입하는 경우가

많이 있다. 셀룰로오스계(CA) 재질의 막의 경우에는 이와 같은 이유 이외에도 막 재질

의 가수분해를 방지하기 위하여 산을 주입한다. 일반적으로 산에 대한 저항성은 CA

재질의 막 보다는 폴리아미드계(PA)재질의 막이 우수하다.

역삼투설비에서 산이 과량 주입되는 경우에는 수소 이온이 막을 투과하기 쉽기 때

문에 원수 공급 부위보다 농축수 부분이 pH가 증가하는 현상을 나타낸다. 과량의 산

주입에 의한 영향이 주로 첫번째 막에 미치는 이유가 바로 이것이다. 이와 같이 산이

과량 주입되는 원인은 주입 조절 장치의 작동이 원할치 못한데서 많이 발생한다. pH

계측기가 보정이 되어 있지 않거나, 지정되지 않은 사람이 주입 장치를 조작하는 경

우도 있다. 또한, 어떤 역삼투설비에서는 산이 과량 주입되었을 경우에 시스템의 가동

이 일시 중지되어도, 산 주입 장치는 계속 가동되도록 설계되어 있는 경우도 있는데

이러한 경우에는 고농도의 산이 설비에 주입되어 역삼투설비에 치명적인 손상을 입힐

수 있다.

농축수나 생산수 배관의 끝이 역삼투설비 아래 레벨 보다 낮게 설치되어 있고 대기

에 방치되어 있는 경우에는 역삼투설비에 약한 진공이 걸리게 되어 약품 주입 장치의

탱크에 있는 약품을 당겨오는 역할을 하는 경우가 있다. 이와 같은 사이폰 현상은 약

품 탱크의 배관에 체크 밸브가 달려 있어도 발생될 가능성이 많다. 이러한 현상은 배

관의 가장 높은 위치에 진공 방지장치를 설치해 막을 수 있다.

가동을 하지 않는 동안 역삼투설비 내부의 용액을 모두 배출시킨 경우에 고압 펌프

를 재가동하는 순간 비슷한 현상이 일어날 수 있다. 공간이 비어 있는 상태에서 고압

3. 염제거율 감소 원인과 방지



펌프 가동이 개시되면 흡입부의 유속이 굉장히 크기 때문에 약품탱크에서 과량의 약

품이 주입될 가능성이 높다. 이러한 현상을 방지하기 위해서는 고압 펌프와 약품 주

입 장치 사이에 자동 차단벨브(auto shut-off valve)를 장착해주는 것이 좋다.

산화제에 의한 역 삼투분리막의 손 상

잔류염소나 혹은 기타 다른 산화제가 폴리아미드계 막과 접촉하면 막의 손상을 균

일하게 가져오지만, 첫번째 막이나 마지막 막에만 국한되어 영향을 미치는 경우도

자주 발생한다. 대부분의 수처리 시스템 전처리쪽에는 산화제를 제거할 목적의 장비

를 갖고 있기 때문에 산화제에 의해 막이 손상을 입었다고 생각하지 않는 경우가 많

다.

아주 낮은 농도의 산화제가 잔류해서 막으로 유입되는 경우에는 대체로 막을 산화

시키기에는 농도가 낮거나 접촉 시간이 짧다. 이러한 경우 폴리아미드계 막은 산화제

에 대해 저항성을 갖는다. 그러나, 만일 철 이온 등이 원수에 미량이라도 포함되어 있

다면 아주 적은 양의 산화제(0.1ppm 미만)라도 커다란 영향을 미친다. 3가 철(ferric

ion)은 물에 녹지 않기 때문에 막으로 유입되면 막표면에 침전되기 쉽다. 막표면에 3

가 철(ferric ion)이 부착되어 있으면 3가 철의 강한 산화력 때문에 막 표면 재질의 성

향이 산화제에 민감하게 변화되어 미량의 산화제에도 산화되어 손상을 입을 가능성이

매우 크다. 이러한 현상을 막기 위해서는 철, 아연, 구리, 망간 등의 전이 금속이 잔

류하지 못하도록 전처리 과정에서 세심한 처리를 해야한다. 또 다르게는 원수에 함유

된 산화제를 확실히 제거하여 산화/환원 전위를 환원 쪽으로 가깝게 관리하는 방법이

있다.

수력학적 불균형

역삼투설비 내부를 비워서 가동을 중지시킨 후에 다시 운전할 때는 설비 내에 원수

혹은 용액이 채워질 때까지 첫번째 모듈에 평상시보다 훨씬 빠른 유속의 물이 흐를

수 있다. 이 영향으로 순간적인 차압이 크게 발생할 수 있고, 모듈에 충격(ham-

mering) 을 줄 가능성이 매우 크다. 이와 같은 영향으로 모듈에 텔레스코핑(telescop-

ing) 현상5)이 일어나는 경우가 종종 발생한다. 또한, 베셀 내부에서 모듈이 움직여 오

5)텔레스코핑(telescoping) 현상은 모듈의 생산수 파이프(central pipe)를 중심으로 망원경처럼밀리는 현상으로 역

삼투분리막과 생산수 파이프의 접착부위에 손상을 주며 나권형(spiral wound)으로 감아 놓은 분리막의 접착부분의손상 또는 주름이 잡힘으로 인한 손상등이 생길 수 있다.




링(O-ring)이 손상을 입을 수 있다. 텔레스코핑이 발생하면 막의 물성에 영향을 주지

않는 경우도 있지만, 어떤 경우에는 염제거율의 심한 저하를 일으키기도 한다. 이와

같은 현상을 방지하기 위해서는 재가동시 압력조절 벨브(throat valve)의 조정을 세밀

히 할 필요가 있다.

열교환기

대부분의 역삼투설비에는 열교환기가 설치되어 있고, 때때로 이것이 고온 스파이크

를 발생시켜 문제를 발생시키기도 한다. 고온 스파이크는 보통 역삼투설비가 정지해

있을 경우에 발생한다. 정지해 있는 경우 열교환기에 정체되어 있는 원수가 열교환기

의 열원과 평형을 이루게 되어 온도가 높게 형성 된다. 역삼투설비를 재가동할 때에

설비에 고온의 원수가 흘러 들어가게 된다.

이와 같은 현상을 방지하기 위해서는 열교환기에 인입되는 열원을 조절할 수 있도

록 설계하여야 한다. 역삼투설비를 가동하는 동안에 원수의 일부가 열교환기의 주변

을 맴돌고 지나갈 수 있도록 설계하는 방법도 있다. 이 방법은 에너지를 재사용한다

는 측면에서 장점을 가지고 있다.

또한 열교환기에서 열원이 새어나와 원수와 섞이는 경우도 고려해볼 수 있다. 보통

열원으로 사용되는 뜨거운 물이나 스팀에는 부식 방지제가 포함되어 있는데 이러한

부식 방지제가 역삼투막을 손상시킬 가능성도 있다.

화합물 X에 의한 분해(c ompoun d x de gr ada t ion)

셀룰로오스계(CA type) 막을 사용하는 설비의 원수에 잔류 염소가 존재하는 경우에

염제거율이 급격히 저하되는 현상을 나타낼 경우에는 화합물 X(compound X)의 존재

를 의심해야 한다. 또한, 저농도의 잔류 염소에서 생존하는 박테리아가 존재하는 경우

도 있을 수 있다. 가장 가능성이 높은 원인으로는 철 이온과 잔류 염소가 함께 존재하

는 것이다. 잔류 염소의 산화 전위는 철 이온이 존재할 때 훨씬 높아진다고 알려져 있

으며, 이러한 조건이 만족될 경우에는 폴리아미드계(PA type) 막이나 셀룰로오스계

(CA type) 막 모두 급격한 산화를 일으켜 염제거율이 저하된다. 만일 이러한 의심이

들면 암모니아나 황산암모늄(ammonium sulfate)을 원수에 주입시켜 잔류 염소를 클

로라민으로 변환시키는 방법을 사용한다. 활성탄 필터를 사용하여 잔류 염소를 완전




히 제거하거나 환원제(SBS)를 원수에 주입하는 방법이 있다. 이러한 방법의 사용으로

최근에는 화합물 X에 의한 문제는 거의 발생되지 않는다.

2 )마지막 (Ta i l-end ) 모듈의 염제거율 저하 원인

역삼투설비의 경제성은 회수율에 많은 영향을 받는다. 회수율이 높은 경우에는 원수

의 사용량이 줄어 원수 비용이 절감되고, 전처리 비용, 에너지 비용, 화학약품 비용 등

이 절감된다. 반면에 회수율이 높으면 원수의 용존 무기물과 파울링 유발 물질의 농도

가 높아지기 때문에 스케일 형성이나 파울링에 대한 위험성이 높다.

스케일링이나 파울링이 발생하면 염제거율이 저하된다. 이같은 현상은 설비에서 가장

뒤에 장착되어 있는 마지막 모듈에 발생될 확률이 높다. 원수에 포함되어 있는 부유 고

형물(suspendid solid) 혹은 왕성한 미생물의 활동에 의해서 생기는 극심한 파울링도 마

지막에 장착된 모듈에 잘 발생한다. 이러한 현상은 대부분 너무 높은 회수율, pH 조절

에서의 착오, 스케일 방지제 주입에서의 문제, 혹은 박테리아의 번식 등의 원인에 의해

발생한다.

높은 회수율

회수율과 농축수쪽의 농도는 다음과 같은 상관관계를 갖는다.

농축배수회수율

= 1

1 -

위의 식에 의하여 회수율이 75%인 시스템에서는 농축수의 농도는 원수의 4배로 높

아진다. 따라서, 회수율의 유지에 조금이라도 실수가 발생하면 즉시 심각한 결과를 초

래할 수 있다. 유량계가 보정되어 있지 않거나, 밸브가 정확히 작동을 하지 않는 경우에

는 정확한 회수율을 유지시킨다는 것이 매우 어렵다고 보아야 한다.

회수율을 75% 기준으로 설계한 설비에서 90%로 운전한다고 가정하면 농축수의 농

도가 원수의 농도의 10배(설계치 기준은 4배)로 증가되기 때문에 스케일링(Scaling)이

나 파울링(Fouling)이 생길 가능성이 매우 커진다. 또한, 농축수의 유량이 설계치보다

낮아져6) 높은 회수율로 운전되는 경우에는 훨씬 높아진 오염물의 농도, 유량의 저하로

생긴 난류(turbulence)의 저하 등 두가지 요인이 불리한 쪽으로 기울기 때문에 스케일

6)제3장 제품소개의 제품별 최소 농축수 유량 참조




링과 파울링이 발생될 가능성이 매우 높아진다.

심한 스케일링( sc al ing)과 파울링(foul ing)

스케일링은 용해도가 낮은 염의 침전물로 구분하고, 파울링은 부유물질(Suspended

Solid)이나 유기물질이 막 표면에 쌓여 생기는 현상이라고 구분한다. 스케일링은 종류에

따라 방지, 회복이 가능한 것이 있는 반면, 방지, 회복할 수 없는 경우도 있다. 황산기

(sulfate)나 실리카(silica)는 침전물이 생긴 후에는 세정으로 회복시키기가 매우 어렵다.

그러므로 이와 같은 종류의 스케일링은 적합한 전처리, 약품주입, 설계 유량등의 방법

을 통해서 해결해야 한다. 스케일이 형성되면 물의 난류 흐름성을 저하시키므로 막 표

면의 실제 농도는 더 높아져 염 제거율이 떨어지는 현상7)이 나타난다.

난류 흐름성이 저하되면, 스케일이 형성될 가능성도 높아지지만, 침적된 스케일을 제

거하는 것도 더욱 어렵게 된다. 세정을 하지 않고 스케일링이나 파울링을 방치하게 되

면 막은 물리적으로 막히게 되어 차압이 급속도로 상승된다. 급속한 차압의 상승은 막

이 밀려나오는 현상(telescoping)을 발생시키며 모듈에 회복할 수 없는 손상을 입힌다.

보정 차압이 15% 상승하는 수준에서 세정하는 것이 카보네이트(CO3) 스케일이나 철 스

케일을 사전에 방지하는 한계점으로 본다. 스케일 방지제는 카보네이트 스케일을 LSI지

수8) 2.0 수준까지 방지하여 준다. 황산(sulfate) 스케일이나 실리카 스케일의 경우에는

침전 속도가 느리기 때문에 적합한 스케일 방지제를 적절한 농도로 주입하면 쉽게 조절

할 수 있다.

만일 이전에 없었던 스케일링이 갑자기 발생되었다면, 운전 조건을 세심히 관찰해야

한다. 원수의 조성이 바뀌어 생기게 되었다면, 스케일 방지제의 농도를 높혀 쉽게 방지

할 수 있다. 스케일 방지제는 단지 스케일이 일어나는 속도를 늦게 해주는 역할만을 한

다. pH 조절을 위해 황산을 사용하는 경우에는 스케일 방지제를 주입한 후에 황산을 주

입해야 한다. 반대의 경우에는 부분적으로 높은 황산(sulfate) 농도를 형성하여 스케일

방지제가 주입되는 부분에서 침전을 빠르게 진행시킬 수 있다.

SHMP는 비용이 적게드는 스케일 방지제 중의 하나이다. 공급조에서 물에 녹이는 시

간이 오래 걸리는 단점이 있다. 또한, 덜 효과적인 Orthophosphate로 변성되는 단점도

7)모듈에는 분리막 활성층 사이에 원수가 난류를 형성하며 활성층에 최대한 많은 접촉을 할 수 있도록 원수유로가있다. 그런데 스케일이 생기면 분리막 표면에는 상대적으로 고농도로 접촉하게 되는데 이를 농도분극(concentra-tion polarization)이라 한다. 그렇게되면 원수의 농도보다도 더욱 높은 농도로 접해있는 막표면에서는 같은 염제

거율의 성능을 내더라도 더욱 많은 이물질들이투과하게되어 전체적으로염제거율이 저하된 것처럼 보여진다.8)제5장 5-2 스케일제어 관련 이론의 LSI 참조




있다. 외부에 방치되어 있는 경우에는 3일에 한번 통을 비워준 후 약품을 다시 혼합해

서 사용해야 한다.

스케일이 형성될 가능성이 비교적 낮은 경우에는 SHMP를 보통 5 ppm 주입한다.

주입 펌프의 토출량은 반드시 정확이 보정되어야 한다.

높은 원수의 pH

원수의 pH가 관리 수치보다 높아지면 카보네이트 스케일이 일어날 가능성이 높아진

다. pH를 낮추면 카보네이트 스케일의 용해도가 높아지고, 또한 HCO3- 이온이 이산화

탄소로 전환되기 때문에 스케일의 가능성이 감소한다. 만일, 마지막 부분에 장착된 모

듈에 카보네이트 스케일이 심하지 않게 형성되어 있으면 낮은 pH의 세정용액으로 순환

시킴으로써 회복할 수 있다. 그러나, 스케일이 심하게 형성되어 있는 경우에는 공급수

유로(Feed Channel) 를 통하여 세정 용액을 효과적으로 주입하는 것 자체가 어렵기 때

문에 교체하는 방법밖에 없다.

pH 계측기가 고장났거나 보정되어 있지 않을 경우, 산 주입 펌프에 공기가 차있어 펌

핑이 되지 않을 경우, 산 주입 펌프의 다이아프렘이 새거나 파손된 경우, 주입 펌프의

용량이 모자랄 경우에는 원수의 pH가 높아진다.

박테리아의 번식

한번 박테리아가 역삼투설비로 들어오게 되면 어느 곳에서든지 번식할 수 있다. 세정

을 하지 않고 박테리아가 성장할 시간을 준다면 박테리아가 자라서 차압을 증가시키고,

물리적 손상(mechanical damage)를 가져오게 된다.

농축수 라인으로의 폐 수의 유입

흔하지는 않으나, 농축수 라인이 폐수 라인과 직접 연결되어 있는 경우에는 폐수가

역삼투설비로 흘러 들어와서 마지막에 설치된 모듈에 손상을 일으키는 경우도 있으므

로, 이러한 배관은 피해야 한다.




3 )부분적 으로 염 제거율이 낮은 경우

이와 같은 현상은 오링같은 각종 실(Seal)의 잘못된 선택, 초기 장착시 박테리아 감

염, 혹은 막 제조상에서 문제 등이 원인이다. 역삼투설비에서 전반적으로 염제거율이

감소한 경우에는 농도가 높은 산화제에 막이 노출되었거나, 적합하지 않은 방법으로 세

정을 한 것이 문제일 수 있다. 여러가지 가능성 있는 방법들 중에서 가장 효과적이고

가장 확신있는 방법을 이용하여 문제를 해결해야 한다.

부분적으 로 염 배 제율이 감소한 경우

오링(O-ring)을 빠뜨리고 설치하였거나, 오링에 손상이 왔을 경우가 대표적인 경우

이다. 만일 가동중에 오링이 손상되는 경우에는 각 베셀의 첫번째 부분에 설치된 모

듈에 연결된 오링이 파손되었을 가능성이 매우 크다. 이 부분은 설비가 운전, 정지를

반복할 때 모듈의 위치가 가장 심하게 변하는 부분이다.

브라인실(혹은 U-Cup이라고 부르기도 함)은 막에 붙여서 원수가 모듈 단면 밖으로

우회하여 흐르는 것(By psss) 을 방지하는 역할을 한다. 만일 이 브라인 실이 설치 도

중에 빠지거나 혹은 뒤집혀 장착될 경우에는 원수의 일부분이 막을 통과하지 않고 우

회하여 지나가게 된다. 그렇게되면 막으로 흘러 들어가는 유량이 적어지므로 난류 흐

름성을 감소시켜 농도분극을 심화시키고, 따라서 스케일링이나 파울링을 발생시킬 수

있다. 이렇게 계속 방치되는 경우에는 모듈 1개에 지속적으로 스케일링이나 파울링이

일어나 결국 통과되는 원수와 농축수의 유량을 감소시켜 같은 베셀내에 장착되어 있

는 다른 모듈의 스케일링이나 파울링을 유발시키는 원인이 된다.

높은 생산수측 압 력

역삼투설비에서는 생산수측의 압력은 어떠한 경우라도 원수측 압력보다 높아지면

안된다. 한순간이라도 이런 일이 발생하면 영구적으로 막에 손상을 입혀 회복이 불가

능하다. 이온교환 설비 쪽으로 직접 배관이 연결된 경우는 역압(Back Pressure) 이 발

생될 수 있다. 후단 이온교환 시스템 쪽이 막혀 있는 상태에서 역삼투 시스템이 정지

되는 경우에는 순간적으로 생산수측 압력이 원수측 압력보다도 높아질 수 있다. 역삼

투설비가 가동되고 있는 동안에 이러한 일이 발생될 가능성은 없다. 만일 생산수측




밸브가 닫혀 있는 상태에서 설비가 가동되면 생산수측의 압력이 점점 높아져서 원수

의 압력과 같아지게 된다. 이러한 경우에는 일반적으로 PVC로 배관이 되어있는 생산

수측의 배관이 터질 가능성이 있다(막에는 손상을 입히지 않는다).

박테리아

마지막에 장착된 모듈의 염 제거율 하락의 원인 중의 하나가 박테리아의 번식 때문

이다. 이것을 방치하면 뒷단부터 앞단으로 점차 증상이 전이되므로 이전에 살균을 하

여야한다.

배관 막힘

배관이 부분적으로 막히는 경우 초기의 성능은 제대로 유지되지만, 공급수의 유량

을 감소시키기 때문에 사용할수록 스케일이나 파울링이 급속도로 진행될 수 있다.

가동 중지시의 문 제

설비에서 물을 완전히 뺀 경우에는 분리막이 공기와 접촉되기 때문에 세균의 번식

이 용이하다. 또한, 재운전할 경우에도 수력학적인 손상을 받을 수 있다. 가동 중지시

에도 설비에서 물을 완전히 빼는 것은 좋지 않다.

모듈의 제조시의 문제

만일 모듈의 제조시에 문제가 생긴 것이라면 시운전시 발견할 수 있다. 그러나, 새

한은 CSM 전제품을 모두 검사한 후 합격품만을 출고하여 이런 일을 사전에 방지하

고 있다.

막의 위치 이동

최초 장착된 위치에서 모듈의 위치가 바뀌면 문제의 원인을 파악하는데 혼란을 초

래할 수 있다. 새 모듈을 장착할 경우에는 일련번호를 기록하여 각각의 위치를 표시




해둘 필요가 있다. 어떠한 경우에라도 모듈의 위치를 이동하게 되면 원래의 위치보다

는 뒤로 이동시키는 것이 좋다. 새모듈을 뒤에 장착하는 경우에는 앞에 장착되어 있

던 잔류 스케일 입자에 의해서 오염이 빠르게 진행될 수 있다. 새모듈은 첫번째 단에

장착하는 것이 가장 좋다. 하지만 반드시 유량 균형(flux balance) 을 고려해야 한다.

4 )전체적으로 염 제거 율이 감소한 경우

산화제

철 이온이나 망간 이온 같은 물질들이 없을 경우에 산화제는 전체적으로 고르게 손

상을 입힌다. 아황산나트륨(SBS, sodium bisulfite)이나 다른 종류의 환원제가 잔류

염소 같은 산화제를 제거하기 위하여 사용된다. 때때로 역삼투설비 전단에 활성탄을

사용하는 경우가 있다. 활성탄은 잔류 염소를 매우 효과적으로 제거할 수 있는 장점

이 있으나, 활성탄층의 아래 부분은 살균제가 없기 때문에 박테리아가 번식하기 아주

좋은 장소가 되어 결국에는 역삼투설비의 원수쪽으로 박테리아를 공급하는 결과를 초

래할 수도 있다. 또한, 활성탄이 너무 무른 경우에는 활성탄이 오염(fouling)을 일으키

는 원인이 될 수도 있다.

또한 아황산나트륨 같은 산화제로 잔류염소나 요오드를 직접 역삼투설비의 생산수

측에 투여하는 것은 권장하지 않는다. 왜냐하면, 이 같은 산화제가 확산되어 막의 뒷

면으로 이동하여 막의 산화를 촉진시킬 수 있기 때문이다. 특히, 가동을 정지한 상태

에서 이와 같은 산화제를 투입하는 것은 매우 위험하다. 체크 밸브는 이와 같은 확산

을 효과적으로 방지하지 못한다.

직접적인 햇빛

역삼투설비를 가동 중지 상태에서 햇빛에 직접 노출시키는 경우에는 설비의 온도가

급격히 올라가서 막에 손상을 일으킬 수 있다. 또한, 상승된 온도 및 햇빛은 미생물의

번식속도를 증가시킨다. 일반적으로 베셀의 외부에 불투명 페인트를 칠하는 이유가

되기는 하지만, 햇빛의 노출은 금해야 한다.

열교환기 의 누수




열교환기의 물이나 증기에 포함되어 있는 부식 방지제가 원수로 유입될 경우에는

전반적으로 설비의 성능을 저하시킬 수 있다.

세정 실수

세정작업을 하는 중에 작업상의 실수로 인해 전반적으로 막의 성능을 저하시킬 수

있다. 가장 자주 발생하는 실수는 세정액의 조액후 순환 전에 pH를 맞추는 공정을 거

치지 않는 것이다. 알칼리 세정제를 조액한 후에 산으로 pH 조정을 하지 않으면, pH

가 11을 넘을 수 있다. PA 막은 어느 정도의 시간은 견딜 수 있지만 CA 막은 빠르게

손상된다. 대부분의 PA막은 음이온을 띠었기 때문에 세정제에 포함된 양이온 계면 활

성제나, 비이온 계면활성제에 적합성이 없다. 또한, 타회사 제품과 마찬가지로 CSM

은 세정시 온도별로 견딜 수 있는 pH가 있으므로 각 온도 범위에서의 pH를 정확히

체크한 후 세정을 행해야 한다9).

9)제7장 7-7 세정약품 참조




9 -4 . 차압 증가의 원 인 및 방지

차압은 원수의 압력과 농축수의 압력의 차이를 말하는데 이는 물이 시스템을 통과하

면서 생긴 수력학적인 저항의 크기를 나타낸다. 이 차압은 모듈의 공급수 유로를 통해

지나가는 유량에 큰 영향을 받는다. 생산수량이 증가하거나, 농축수 유량이 증가하면

차압이 증가한다. 만일 농축수와 생산수의 유량이 변화 후에도 일정하다면 원수 압력이

변하여도 차압은 변하지 않는다. 따라서, 차압의 변화를 정확히 인지하기 위해서는 생

산수량과 농축수량이 변하지 않은 기준으로 보정을 해 주어야 한다.

일정한 유량하에서의 차압의 증가는 이물질, 오염 물질, 스케일이 막의 공급수 유로에

존재하기 때문이다. 보통 기준보다 15 % 이상 차압이 증가하면 적합한 세정을 통해 차

압을 감소시켜 주어야 한다.

회복이 불가능한 차압의 증가에 대해서 첫번째 장착된 모듈을 검사해 이물질을 확인

하여 간단히 원인을 찾는 경우도 있다. 스케일이나 파울링이 일어난 경우는 원인을 밝

히기가 조금 더 힘들게 된다. 이러한 경우는 전처리와 적절한 설비의 운전조건으로 예

방할 수 있는 부분이다.

원수의 조성이 최초의 설계시와 달라지는 경우에는 설비의 운전 조건을 변경시킬 필

요가 있다. 이물질이 유로를 막고 있는 경우에는 카트리지 필터의 설치 및 보전에 신경

을 써야 한다. 스케일이 형성된 경우에는 운전조건 변경, 스케일 방지제를 투입, pH 조

절 등을 통하여 해결할 수 있다.

1 )첫번째( F ront-end ) 장착 된 모듈의 차압이 증가한 경우

카트리지 필터 문제

역삼투설비의 바로 전단에 설치하는 카트리지 필터의 가장 중요한 역할은 큰 입자

가 막에 유입되는 것을 막는 것이다. 그러나, 카트리지 필터가 하우징에 헐겁게 장착

되는 경우가 종종 있다. 20인치, 30인치, 40인치 길이의 필터를 사용해야 하는 하우

징에 10인치 길이의 카트리지 필터를 사용하면서 인터컨넥터를 쓰지 않고 결합하면

입자들이 막으로 넘어올 가능성이 매우 커진다.

필터의 차압이 변하지 않기 때문에 몇 개월이고 계속 필터를 교체하지 않는 경우도

있는데 오히려 차압이 변하지 않는다는 것은 필터 어딘가에 새는 부분이 있을 가능성

이 많다는 것으로 이해할 수도 있다. 압력에 의해서 필터가 부서지는 경우도 있다. 셀

4. 차압 증가의 원인 및 방지



루로스 재질로된 필터는 pH를 조절하고, 잔류염소을 사용하는 역삼투설비에서는 피

해야된다.

전처리 미 디어필터의 손상( b reak through)

모래, 멀티미디어, 카본, 다이아토마세우스어쓰(Diatomaceous Earth) 필터로부터

유출된 미세한 물질들이 역삼투설비의 원수로 유입되는 경우가 종종 발생한다. 일반

적인 5마이크론 카트리지 필터는 모래나 무연탄 같은 대부분의 큰 입자는 잡아 주지

만 미세 카본 입자나, 디아토마세우스어쓰(diatomaceous earth) 같은 미세 입자는 충

분히 잡아주지 못한다. 이같은 물질들은 막의 공급 유로를 영구적으로 막을 수 있다.

디아토마세우스어쓰 필터는 전처리 필터로 뛰어난 성능을 보일 수 있는 반면 역삼

투설비에 가장 나쁜 위험으로 될 수도 있다. 이 필터는 1 미크론 이하의 매우 가는

오염요소(foulant)를 제거할 수 있는 능력을 지녔지만 새어나올 경우에는 역삼투 모듈

의 공급수(원수) 유로를 막을 수 있다. 이 필터를 역삼투설비의 전단에 설치할 경우

뛰어난 성능 만큼 커다란 위험이 있다는 것을 알아야 한다.

시간이 흐르면서 활성탄도 많은 양의 미세한 입자를 방출하여 막을 손상시킨다는

것도 밝혀 졌다. 석탄(coal)으로 만든 활성탄이 문제를 발생시킨다. 코코넛(coconut

shell)으로 만든 경도 95이상의 활성탄이 좋다. 활성탄을 새로 채울 경우에는 제조 과

정에서 함유된 잔류 미세 입자를 제거하는 것이 중요하다. 높은 유속으로 역세

(backwashing)하여 세정하는 것이 좋다. SDI 값이 일반적으로 처리수에서 나오던 수

준으로 떨어질 때까지 계속적으로 역세해주는 것이 좋다.

펌프 임펠 러의 손상

다단 원심펌프는 적어도 1개 이상의 플라스틱 임펠러를 갖고 있는 것이 보통이다.

이 임펠러들이 올바르게 정렬되어 있지 않을 경우에는 임펠러에서 작은 플라스틱 조

각들이 떨어져 나올 수 있다. 이러한 경우에는 첫번째 위치에 장착된 모듈의 원수 투

입구 부분을 막는다. 이러한 현상을 막기 위해서는 펌프를 구매할 때 펌프 토출 부위

에 사용하는 스크린을 같이 주문하는 것이 좋다. 펌프 토출 부위에 설치된 스크린은

주기적으로 점검하여 상태를 확인하는 것이 좋다. 또한, 주기적으로 펌프의 토출 유량

및 압력을 점검하여 펌프의 성능을 확인해야 한다.

텔레스코핑( Telesc op ing, 막 이 밀려나오는 현상)




텔레스코핑은 기본적으로 차압에 의해 발생한다. 막의 리프(leaf)가 리프 사이에 삽

입되어 있는 공급수 유로보다 튀어나와 있는 경우에는 모듈에 물이 유입되는 것을 방

해한다. 정도에 따라 염제거율에 영향을 주기도 있다. 또한, 온도가 높은 원수가 흘러

들어올 경우에도 텔레스코핑이 발생할 수 있다.

2 )마지막 (Ta i l-end ) 장착된 막의 차압이 증 가한 경우

스케일 방 지제의 부족

만일 원수의 조성이 바뀌면 역삼투 시스템의 회수율을 조절하여 운전하든가 스케일

방지제의 농도를 바꾸어 운전해야 한다.

균질(homogeneous)의 실리카가 막 표면에 침전되면 제거하기가 굉장히 어렵다.

암모늄바이플로라이드(ammonium bifluoride) 같은 유해물질을 사용해야 한다. 그러

나, 대부분은 알칼리 조건에서 실리케이트(silicate) 염의 형태로 침전되거나 혹은 다

른 유기물질 혹은 이온 물질을 함유하는 콜로이드 형태로 침전된다. 스케일 방지제를

주입하면 실리케이트의 양이온 파트너인 칼슘이나 마그네슘 이온이 반응하는 것을 막

아서 침전 속도를 떨어뜨린다. 분산제 역할을 하는 스케일 방지제는 실리카 콜로이드

화합물을 용액에 묶어 두어 침전을 저지하는 역할을 한다.

일단 실리카 스케일이 형성 되면 가능한 빨리 세정을 해야 한다. 막표면에서 머무르

도록 시간을 주면 가교반응을 일으켜 세정으로 제거가 불가능한 균질(homogeneous)

의 실리카로 변할 수 있다. 만일 실리카의 농도가 역삼투설비에서 한계치를 초과하면,

설비를 정지시키는 경우에는 무조건 높은 농도의 실리카가 포함되어 있는 원수를 설

비내에서 제거하여야 한다. 원수 이외의 깨끗한 물을 처리한 후 밸브를 닫아두면 된

다.

대부분의 설비 제조자들은 실리카 침전을 방지할 수 있는 최대의 회수율을 갖도록

설비를 설계하기 때문에 스케일 방지제를 사용한다고 하더라도 원수의 실리카 농도가

높아졌을 경우에는 설비의 회수율을 낮추어 운전하는 것이 바람직하다.

높은 회수 율

역삼투설비를 제대로 유지하기 위해서는 유량계의 보정이 매우 중요하다. 계측기의

부정확성 때문에 회수율을 정확히 조절하기가 어려워 스케일이 생기는 경우가 많다.

대부분의 오염원(foulants)은 세정으로 제거할 수 있지만, 균질(homogeneous) 의




실리카나 황산바륨(barium sulfate)은 세정으로 제거하기 매우 힘들다. 따라서, 정확한

회수율을 유지하는 것이 무었보다도 중요하다.

3 )비규칙 적인 차압의 증가

브라인실( B rine S e al, U -Cu p )의 손상

설치시 혹은 운전중 브라인실이 손상되거나 뒤집힌 경우에는 유량이 부분적으로

모듈 밖으로 우회하여 통과해 버리기 때문에 오염을 발생시켜 차압을 증가시키는 원

인이 된다.

세정 장치 의 오염

세정 장치가 이온 교환 수지나 카본 등으로 오염되어 있으면, 첫번째로 세정하는 부

분을 오염(fouling)시켜 그 부분만 차압이 증가되는 현상이 생기기도 한다. 이러한 경

우에는 세정 이후에 차압이 더 높아진다. 세정 장치에는 커다란 입자를 거를 수 있는

카트리지 필터가 장착되어 있어야 하며, 화학적으로 안정한 폴리프로필렌 필터가 좋

다. 셀룰로스 카트리지 필터는 분해되어 모듈을 막을 수 있으므로 사용하지 않는 것

이 좋다.

생물학적 오염

어떤 특정한 조건에서는 미생물이 매우 빨리 자라서 오염(fouling)을 일으킬 수 있

다. 이 같은 현상은 특히 염소에 민감한 폴리아미드계(PA type)막 설비에서 염소나

요오드를 주입하지 않는 경우에 발생할 수 있다. 주기적으로 원수, 생산수, 농축수의

박테리아를 조사함으로써 이와 같은 현상을 조기에 파악, 해결할 수 있다.

4 )전체적 인 차압의 증가

밸브의 누 수

시스템이 정지된 상태에서 농축수 밸브는 닫혀 있고 원수측의 밸브가 새는 경우에

는 전체적으로 고르게 파울링이 일어날 수 있다. 일반적으로 설비의 운전 정지시 농

축수 밸브를 열어 놓는 경우가 많기 때문에 이러한 현상의 발생은 매우 드물다.




9 -5 . 분석 적인 접 근

1 )육안 검사

많은 경우에 오염물질(foulant)을 육안으로도 판별할 수 있다. 오염물질(foulant)의 모

양이 오염원의 성질에 대한 단서를 제공한다. 활성탄 같은 크기가 큰 여재 입자는 충분

히 판별할 수 있다. 미생물에 의한 오염원(foulant)은 스케일과는 다른 모양을 가지며

다른 냄새가 난다. 또한, 스케일이 심한 경우에는 모듈 무게가 비정상적으로 높을 수 있

고 기계적인 문제점도 발견할 수 있다.

2 )표준 조건 테스트

문제가 발생한 후 여러 가지 방법으로도 역삼투설비가 장착된 현장에서 해결되지 않

는 경우에는 장착되어 있는 막을 설비에서 빼내어 정확하게 물성을 확인할 필요가 있

다. 표준 조건은 새한에서 제품을 출하하기 전에 품질을 평가하는 기준으로 회수율 15

%, 원수 농도 2000 ppm NaCl, 온도 25 , 원수측 압력 225 psi(15.3 Kg/cm2)의

조건이며, 이 조건에서 모듈의 성능을 확인하여 정확한 물성 변화를 확인한다.

3 )산에 녹임

막표면에 있는 오염물질(foulant)가 결정으로 구성되어 있다면 분명히 스케일일 것이

다. 간단한 방법으로 스케일의 종류를 알 수 있다. 카보네이트 스케일인 경우에는 pH

3, 4에서 쉽게 녹는다. 이러한 경우에는 이산화탄소가 발생되어 기포가 형성된다. 황산

염(sulfate)이나 실리카(silica)는 매우 낮은 pH가 아니면 녹지 않는다. 만일 스케일이 녹

지 않는다면 0.1 몰의 HF(hydrofluoric acid) 용액에 넣는다. 실리카 스케일이면 녹는

다.

4 )염료 테스트

분자량이 300이상인 염료는 제거율이 매우 높다. 손상을 입은 막은 표면과 뒷면에 염

료를 흡수하는 정도가 다르게 나타난다. 또한, 기계적으로 손상이 있는 부분이 드러난

다. 화학적으로 손상을 입은 부분에서는 염료가 묻는 정도가 정상인 것과 전체적으로

차이를 보인다. 강산이나 매우 뜨거운 원수에 일시적으로 손상을 입은 경우에는 원수

방향으로 표시가 나타날 가능성이 크고, 염소같은 산화제로 인한 손상은 전체적으로 균

일하게 현상이 나타날 것이다.

5. 분석적인 접근



5 )광학 현미경

미생물이 오염원(foulant)인 경우에는 확실히 판단할 수 있다. 또한, 스케일인 경우에

는 결정구조로 판별이 가능하다. 모듈의 원수 유입구쪽에 젤라틴과 비슷하게 생긴 미세

한 필라멘트가 코팅되어 덮혀 있는 경우에는 미생물인지 단순한 섬유소인지 구분하기가

어렵다. 왜냐하면 필라멘트처럼 자라는 미생물도 있기 때문이다. 이러한 경우에는 광학

현미경으로 판별이 가능하다.

광학 현미경에서 편광(polarized light)를 사용하면 오염물질(foulant)에 대한 기초적인

지식을 확인할 수 있다. 예를 들면, 황산칼슘(calcium sulfate)은 여러 개의 굴절율을 갖

기 때문에 특이한 모양을 볼 수 있다.

6 )FT- IR

유기물질과 무기화합물의 구조를 밝힐 경우에 도움이 된다. 질소-탄소 결합의 피크

(peak)는 수소-산소 결합의 피크와 매우 다른 모양을 나타낸다. 새분리막의 피크와 비

교할 때 보이는 새로운 피크는 분리막 표면에 붙은 오염물질을 나타내고, 없어지거나

줄어든 피크는 분리막이 손상된 것을 나타낸다. 또한, 분리막 표면을 덮고 있는 유기물

오염원을 FT-IR로 알아낼수 있다.

7 )SE M /ED X

분리막 표면의 무기물 오염원을 확인하는데 굉장히 큰 역할을 하며, 유기물 오염원인

을 파악하는 데는 크게 도움이 되지 않는다.

5. 분석적인 접근


10. 부록

10- 1. 품질보증

10- 2. 가동전 점검사항

10- 3. 역삼투분리막 가동 기록 양식

10- 4. 농도 단위의 변환

10- 5. 표준 해수 조성

10- 6. 염의 용해도

10- 7. 용액의 전기전도도

10- 8. 이온의 전기전도도

10- 9. 염화나트륨의 비전도도

10-10. CO2용액의 pH에 따른 이온화도

10-11. 염화나트륨의 삼투압

10-12. 각 용질의 농도별 삼투압

10-13. 순수에 CO2가 녹는 속도

10-14. 온도별 비저항 값

10-15. 초순수설비의 장치별 제거기능

10-16. 폐수처리공정

10-17. 열병합 발전소 수질 기준

10-18. 반도체별 제조용 수질 기준

10-19. 일반적인 수질분석 항목

10-20. SDI에따른 최대 유량 및 회수율

10-21. 변수에 따른 CSM 성능변화

10-22. 온도 보정 계수(TCF)

10-23. 유용한 단위 환산표

10부록(APP END IX )


1 0- 1 . 보 증

(주)새한이 생산 판매하는 역삼투막이 하기와 같은 적합한 조건에서 사용되었을 경우에

한하여 품질을 보증한다.

역삼투분리막 사용상 중요한 일반 사항

–모듈을 항상 젖은 상태로 유지해야 한다.

–초기 1시간 동안에 생산된 생산수는 버려야 한다.

–분리막은 하이포크로라이트 등의 잔류 염소에 대해 약간의 저항성이 있지만 연속적인 노출에

는 산화될 수 있으므로 피해야 한다.

–저장, 운송, 보관 기간 동안 혹은 설비가 정지해 있는 동안에는 적합한 분리막 보존 용액에

담겨 있어야 한다. 적합한 보존 용액으로는 무게를 기준으로 프로필렌글리콜 18.0-20.0%,

식용 등급의 SBS 1.0% 를 혼합하여 사용한다. 1주일 이하의 짧은 보관 기간에는 1.0 %의

SBS 용액이 미생물의 성장을 억제할 수 있다.

–분리막 사용자는 분리막에 적합성이 없는 화학물질의 영향에 대해서 전적으로 책임을 져야하

며, 그 같는 화학물질의 사용을 금지한다.

설비의 구성 조건

–설비의 배열, 회수율, 계기의 장착, 설비의 설계 기준 및 구성 부품 등은역삼투분리막

에 적절한 엔지니어링 기준에 합당해야 한다.

(주)새한은 적합한 엔지니어링 기준에 의해 설계되었는지를 검토할 권리가 있다.

–운전 및 보존 기간중 설비상에 미생물 및 기타의 오염을 막기 위한 적절한 장비가 구

성되어야 한다.

원수의 유입 조건(역삼투분리막 사양 및 기술자료 참조)

–콜로이드성 물질이나 그 밖의 침전물이 분리막의 표면에 부착되지 않아야 한다.

–최종 농축수의 실리카 농도는 25 기준으로 150 ppm 이하로 유지되어야 한다.

–계면활성제, 유기 용매, 오일, 천연 고분자 폴리머 등의 화학 물질에 의하여 분리막이

손상을 입으면 안된다.

–원수에는 오존, 잔류염소, 과망간산 칼륨과 그 이외의 강한 산화성 물질이 없어야 한

다.

1.품 질 보 증

10 부록(APP END IX )


–원수의 온도는 45 이하로 유입되어야 한다.

–원수의 SDI는 5.0, 탁도는 1NTU 미만이어야 한다.

–원수에는 콜로이드성 황이 포함되지 않아야 한다.

운전조건(역삼투분리막 사양 참조)

–석출될 수 있는 염의 농도에 맞추어 적절한 회수율로 운전해야 한다.

–Ca, Ba, Sr 등의 스케일이 형성되지 않도록 운전해야 한다.

–분리막에 수력학적 힘(Water Hammer)으로 인해 손상되지 않도록 운전하여야 한다.

–스케일 방지제(antiscalant) 등의 약품은 (주)새한에서 추천하는 제품 혹은 동등 제품을

사용하여야 한다.

세정(CIP, Cleaning In Place) 조건

–초기성능 대비 10 ∼ 15% 정도의 성능저하가 발생한 경우 반드시 (주)새한에서 추천

하는 제품 혹은 동등의 약품으로 CIP해야 한다.

(보정 생산수량, 보정 염배제율, 보정 차압 등의 세 가지 요소 점검)

기타 조건

–분리막에 제한된 한계 압력 이상이 걸리지 않아야 한다.

–생산수측의 정지 역압(Back Pressure) 이 어떤 경우이든 5 psig를 넘지 않아야 한다.

–pH가 2.0 이상, 11.0 이하로 유지된 상태에서 운전되어야 한다.

–비이온 계면활성제나 양이온 계면활성제 혹은 (주)새한에서 승인되지 않은 화학물질

을 사용하는 경우에는 (주)새한의 승인을 거쳐야한다.

보증내용

–상기 기준에 적절한 상태에서 사용시 3년 동안 아래의 기준으로 품질 보증

생산수량 감소 : 년 10%이내, 염투과율 증가 : 년 10%이내

–제품상의 이유로 인한 문제 발생시

3년 제품사용기간 기준으로 문제 발생일로부터 남은 기간에 해당하는 제품에 대한 현물 보상

과 교체 및 유지에 필요한 인력과 비용 제공

1. 품 질 보 증



1 0- 2 . 가 동전 점검 사항 (Check lis t)

1 설계된 압력에 적합한 장비와 배관이 되어있다

2 설계된 pH범위(세정)에 적합한 장비와 배관이 되어있다

3 부식이나 침식에 내성이 있는 장비와 배관이 사용되었다

4 약품주입배관에 첵밸브(check valve)가 적절히 연결되었다

5 약품주입구는 적절한 위치에 설치되었다

6 배관과 펌프를 포함한 모든 설비는 내부식성 재료로 만들어졌다

7역삼투설비 인입배관을 포함한 모든 배관을 베셀에 연결하기 전에 깨끗이 세척하였

다

8 모든 장치와 배관 및 베셀등이 정확하고 단단하게 고정되었다

9원수 유입량을 제어하기 위하여 원수조절밸브와 펌프의 우회(bypass) 밸브를 조정하

여 부분적으로 열어 놓았다

10살균제로써 염소(chlorine)를 사용하는 경우, 분리막에 잔류염소가 도달하기 전에 완

전히 제거된다

11 모든 계측기들은 적절히 보정되어 있는다

12내부잠금장치, 시간지연릴레이(time delay relays)와 경보장치들은 적절히 설치되었

있다

13 미디어필터들은 역세 또는 세정되었다

14 분리막이 얼거나, 강한 햇빛에 노출되어 변성되지 않는다

15 고압펌프 앞에 카트리지필터가 직접 연결되었다

16 생산수 배관은 열려있다

17 초기 생산수는 바로 버려진다

18 운전과 세정작업 모두에 지장이 없도록 베셀 및 배관이 적절하게 연결되었다

19 베셀은 지지대에 안전하게 고정되었다

20 고압 및 저압에 대한 보호장치는 올바르게 설치되었다

21 설계된 설비는 적절한 운전과 계측이 가능하며, 전처리 설비도 적절하다

22 설계대로 설비가 장착되었다

23 개개의 베셀별 생산수 채수 배관이 되어있다

24 각 단별 원수, 생산수, 농축수 채수와 전체 생산수의 채수가 가능하다

25 라인믹서 등의 방법으로 원수에 적절한 약품 조액이 가능하다

26 약품주입펌프를 멈추었을 때의 운전에서 역삼투설비가 보호된다

27 역삼투설비를 멈추었을 때의 약품주입펌프가 보호된다

28 생산수쪽 역압이 0.3bar(5psig)이상 되었을 때 분리막을 보호하는 장치가 있다

29 펌프는 가동(적절한 회전 등)준비가 되었다

30 농축수 조절밸브는 열려있다

2. 가동전 점검사항



1 0- 3 . 역삼 투 분리막 가 동 데이 터 기록양 식

구 분 / 일 자 설계치 / / / / / / /

시 간날짜

가동시간

원수조건

잔류염소(mg/ℓ)

SDI

탁도(NTU)

온도()

pH

원수

인입수

농축수

생산수

압 력

(psig, Bar,

/)

카트리지필터인입

카트리지필터배출

1단 인입

2단 인입

농축수

생산수

차 압

(psig, Bar,

/)

카트리지필터

1단

2단

유 량

(gpm,

M3/Hr)

R/O 인입수

생산수

농축수

회수율(%)

전기전도도

(/)

TDS(mg/l)

인입수

생산수

농축수

염제거율(%)

기타 참고사항

3. 역삼투분리막 가동 데이터 기록 양식



1 0- 4 . 농도 단 위의 변환

구 분 화학식 이온질량당량질량

E qu iv .We igh t

변환치

mg C aC O3/ ℓ eq/ ℓ

중 성

암모니아 NH3 17.0 17.0 2.94 0.0588

이산화탄소 CO2 44.0 44.0 1.14 0.0227

실리카(이산화규소) SiO2 60.0 60.0 0.83 0.0167

양 이온

알루미늄 Al+++ 27.0 9.0 5.56 0.111

암모늄 NH4+ 18.0 18.0 2.78 0.0556

바륨 Ba++ 137.4 68.7 0.73 0.0146

칼슘 Ca++ 40.1 20.0 2.50 0.0500

구리 Cu++ 63.6 31.8 1.57 0.0314

2가 철 Fe++ 55.8 27.9 1.79 0.0358

3가 철 Fe+++ 55.8 18.6 2.69 0.0538

수소 H+ 1.0 1.0 50.0 1.0000

마그네슘 Mg++ 24.3 12.2 4.10 0.0820

망간 Mn++ 54.9 27.5 1.82 0.0364

칼륨 K+ 39.1 39.1 1.28 0.0256

나트륨 Na+ 23.0 23.0 2.18 0.0435

음 이온

바이카보네이트(중탄산) HCO3- 61.0 61.0 0.82 0.0164

카보네이트(탄산) CO3- - 60.0 30.0 1.67 0.3333

염소 Cl- 35.5 35.5 1.41 0.0282

불소 F- 19.0 19.0 2.63 0.0526

수산화 OH- 17.0 17.0 2.94 0.0588

요오드 l- 126.9 126.9 0.39 0.0079

질산 NO3- 62.0 62.0 0.81 0.0161

인산(tri-basic) PO4- - - 95.0 31.7 1.58 0.0315

차인산(di-basic) HPO4- - 96.0 48.0 1.04 0.0208

차아인산(mono-basic) H2PO4- 97.0 97.0 0.52 0.0103

황산 SO4- - 96.1 48.0 1.04 0.0208

중황산 HSO4- 97.1 97.1 0.52 0.0103

아황산 SO3- - 80.1 40.0 1.25 0.0250

중아황산 HSO3- 81.1 81.1 0.62 0.0123

황 S- - 32.1 16.0 3.13 0.0625

실리카(이산화규소) SiO2 60.0 60.0 0.83 0.0167

4. 농도 단위 변환



1 0- 5 . 표 준 해수(海水 ) 조성

성 분 농 도 (mg/L)

이 온

바 륨 0.05

바이카보네이트 152

브 롬 65

칼 슘 410

염 소 19700

불 소 1.4

철 < 0.02

마그네슘 1310

망 간 <0.01

질 산 < 0.7

칼 륨 390

실리카(이산화규소) 0.04~8

나트륨 10900

스트론슘 13

황 산 2740

TDS 35000 mg/L

pH 8.1

5. 표준 해수 조성



1 0- 6 . 염 의 용해도 (이온간의 작용하는 힘이 없을때)

물 질 화 학 식온도

()

용해곱

(S olub i lity pr od uc t)- L og K

수산화알루미늄 Al(OH) 3 20 1.9 x 10 -33 32.7

탄산바륨 BaCO 3 16 7 x 10 -9 8.15

황산바륨 BaSO4 25 1.08 x 10 -10 9.97

탄산칼슘 CaCO 3 25 8.7 x 10 -9 8.06

불소화칼슘 CaF2 26 3.95 x 10 -11 10.61

황산칼슘 CaSO4 10 6.1 x 10 -5 4.21

황화구리 CuS 18 8.5 x 10 -45 44.07

수산화제2철 Fe(OH) 3 18 1.1 x 10 -36 35.96

수산화제3철 Fe(OH) 2 18 1.64 x 10 -14 13.78

탄산납 PbCO 3 18 3.3 x 10 -14 13.48

불소화납 PbF 2 18 3.2 x 10 -5 7.50

황산납 PbSO 4 18 1.06 x 10 -8 7.98

인산암모늄마그네슘 MgNH 4PO 4 25 2.5 x 10 -13 12.6

탄산마그네슘 MgCO3 12 2.6 x 10 -5 4.58

수산화마그넴슘 Mg(OH) 2 18 1.2 x 10 -11 10.92

수산화망간 Mn(OH) 2 18 4 x 10 -14 13.4

황화니켈 NiS 18 1.4 x 10 -24 23.85

탄산스트론슘 SrCO 3 25 1.6 x 10 -9 8.80

황산스트론슘 SrSO 4 17.4 2.81 x 10 -7 6.55

수산화아연 Zn(OH) 2 20 1.8 x 10 -14 13.74

6. 염의 용해도



1 0- 7 . 용 액의 전기 전도 도

1 E - 3 0 . 0 1 0 . 1 1 10 1 0 0

1 0 0

1 5 0

2 0 0

2 5 0

3 0 0

3 5 0

4 0 0

4 5 0

Conduct iv i ty o f So lu t ions, Ac ids

H C l

H N O 3

H 2S O 4

H 3P O 4

Con

duct

ivity

(µ

S/c

m)

C o n c e n t r a t i o n i n m e q / l

7. 용액의 전기전도도



1 E - 3 0 . 0 1 0 . 1 1 10 1 0 0

0

50

1 0 0

1 5 0

2 0 0

2 5 0

3 0 0

Conduct iv i ty o f So lu t ions, A lka l ies

N a O H

K O H

N H 4O H

Con

duct

ivity

(µS

/cm

)





1 E - 3 0 . 0 1 0 . 1 1 10 1 0 0

80

90

1 0 0

1 1 0

1 2 0

1 3 0

1 4 0

1 5 0

Conduct iv i ty o f So lu t ions, Sa l ts

K C l

N a C l

N a 2S O 4

N a 2CO 3

N a H C O 3

Con

duct

ivity

(µ

S/c

m)


0 2 4 6 8 1 0

0

4

8

1 2

1 6

2 0

Conductivity of Ionic Solution(25oC)

H 2S O 4

N a O H

H C l

K O H

N H 3

N a C l

C O 2

Con

duct

ivity

, µS

/cm

Concentrat ion, g/m 3 (mg/l)




1 0- 8 . 이 온의 전기 전도 도

이온 20(68) 25(77) 100 (212)

수소(H+) 328 350 646

나트륨(Na+) 45 50.1 155

칼륨(K+) 67 73.5 200

암모늄(NH+4) 67 73.5 200

마그네슘(Mg++) 47 53.1 170

칼슘(Ca++) 53.7 59.5 191

수산화(OH-) 179 197 446

염소(Cl-) 69.0 76.3 207

바이카보네이트

(HCO3-)

36.5 44.5 -

질산(NO-3) 65.2 71.4 178

차아인산(H2PO-4) 30.1 36.0 -

탄산(CO3--) 63.0 72.0 -

차인산(HPO4--) - 53.4 -

황산(SO4--) 71.8 79.8 234

인산(PO4---) - 69.0 -

비고 : 무한희석 상태에서

µS cm

meq L

/

/ 수치로 표현

8. 이온의 전기전도도



1 0- 9 . 염 화나트 륨의 비 전도도

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1 0 00

10

20

30

40

50

60

70

Specific Conductance of Sodium Chloride

Spe

cific

Con

duct

ance

(X

1000

mho

s/cm

)

Concentrat ion of Sodium chloride (X1000 mg/l)

9. 염화나트륨의 비전도도



1 0- 1 0 . CO 2 용 액의 pH 에 따른 이 온화도

4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2

0

2 0

4 0

6 0

8 0

1 0 0

Ionization of CO 2 solutions as Function of th pH at 25o C

C O 3-2C O 2 H C O 3

-

Mol

Fra

ctio

n X

100

pH Value

10. CO 2 용액의 pH에 따른 이온화도



1 0- 1 1 . 염화나 트륨의 삼 투압

0 2 0 0 0 4 0 0 0 6 0 0 0 8 0 0 0 1 0 0 0 0 1 2 0 0 0 1 4 0 0 00

2

4

6

8

1 0

1 2

Osm

oti

c P

ress

ure

(kg

/cm

2 )

m g / l N a C l

11. 염화나트륨의 삼투압



1 0- 1 2 . 각 용질의 농 도별 삼 투압

0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0

0

1

2

3

4

Lithium Chloride

Sod ium Chlor ide

Seawater

Ethyla lcohol

Magnesium sulfate

Zinc sulfate

Fructose

Sucrose

Increasing

molecular weight

Osm

otic

Pre

ssur

e(M

Pa)

C o n c e n t r a t i o n i n w a t e r ( % b y w e i g h t )

12. 각 용질의 농도별 삼투압



1 0- 1 3 . 탈이온 (Io n)된 순수에 C O 2 가 녹는 속도

시 간 (sec.) pH 시 간 (min.) pH

0 6.960 2.5 6.263

10 6.928 3 6.198

20 6.702 3.5 6.160

30 6.526 4 6.141

60 6.434 4.5 6.129

90 6.400 5 6.103

120 6.315 5.5 6.091

13. 탈이온(Ion)된 순수에 CO 2가 녹는 속도



1 0- 1 4 . 비저항 값

온 도()비 저 항 (MΩ·cm)

이 론 값 실 제 값

5 62.1 59.8

10 45.5 42.8

15 31.2 31.7

20 26.3 23.9

25 18.3 18.3

30 14.1 13.9

35 9.75 11.3

40 7.66 9.10

45 7.10 7.36

50 5.80 6.00

14. 비저항 값



1 0- 1 5 . 초순수 설 비의 장치 별 제거 기능

항목

장치

부 유고형물 이온 입자

미 세유기체

유기물질 CO2 O 2

콜로이드

모래여과

sand filter** *

활성탄여과

A/C** * ** *

정밀여과

MF**** **

역삼투여과

R/O*** **** **** *** ****

기체분리기

V.D.G**** ****

M.B.D **** * **

M.B.P **** ****

자외선

U/V****

한외여과(UF) **** **** * ****

비고 : * 보통, ** 양호, *** 우수, **** 최우수

15. 초순수 설비의 장치별 제거기능



1 0- 1 6 . 폐 수 처리 공 정

폐 수 종 류

폐 수 특 성

주 요

전 처 리 공 정

분 리 막

공 정

농 축 수

처 리 공 정SS

BOD

COD

TDS

생 활 하 수 M M M L 침 전/미생물/여과 UF/RO 미 생 물

염 색 폐 수 L M H M 응 집/침전/미생물 RO 습식 산화 /미생물

제 지 폐 수 H H H M 침 전 / 미 생 물 UF/RO 습식 산화 /미생물

도 금 폐 수 M L L M 산화/환원/응집/침전 MF/UF/RO 전기분해/증발/건조

식 품 폐 수 H M M M 침 전 / 미 생 물 UF/RO 미 생 물 / 건 조

제 철소폐수 L L L M 응 집 / 침 전 / 여 과 RO 증 발 / 진 공 건 조

제 약 폐 수 H H H H 응 집/침전/미생물 RO 습 식 산 화 / 건 조

자 동차공장 M M M L 가 압 부상 / 미 생물 UF/RO 미 생 물

16. 폐수 처리 공정



1 0- 1 7 . 열 병합 발 전소 수질 기 준

압력

(Kgf/cm 2)< 20 75 ~ 100 100 ~ 125 125 ~ 150 > 150

배관 재질

pH10.5~

11.0

8.5~

9.0

9.0~

9.5

8.5~

9.0

9.0~

9.5

8.5~

9.0

9.0~

9.5

8.5~

9.0

9.0~

9.5

경도성분 ∼0 - - - -

D.O. 0.5 ↓ 0.007↓ 0.007↓ 0.007↓ 0.007↓

Fe 0.3 ↓ 0.02↓ 0.02↓ 0.01↓ 0.01↓

Cu - 0.01↓ 0.01↓ 0.005↓ 0.003↓

N2H4 - 0.01↑ 0.01↑ 0.01↑ 0.01↑

SiO2 -0.04

↓0.02↓

0.04

↓

0.02

↓0.03↓

0.02

↓0.02↓

전고형물 700↓ - - - -

전도도(/) - 0.3↓ 0.3 ↓ 0.3 ↓ 0.3 ↓

탁도 4↓ - - - -

PO 43- 10~40 - - - -

배관 재질 : 배관이 구리 합금의 경우, Seartor 를 갖지않는경우

17. 열병합 발전소 수질 기준



1 0- 1 8 . 반 도체별 제 조용 수질 기 준

종류

항목256Kb 1Mb

4Mb~

16Mb

16Mb~

64Mb

64Mb~

256Mb

256Mb~

1Gb

비저항(·) 17~18 17.5~18 >18 >18.1 >18.2 >18.2

입자

(pcs/)

0.1 50~150 10~20 <5

0.05 <10 <5 <1

0.03 <10 <5

0.02 (<10)

박테리아(cfu/ℓ) 50~200 10~50 <10 <1 <0.5 <0.1

TOC(ppb) 50~100 30~50 <10 <5 <2 <1

용존산소(ppb) 50~100 30~50 <50 <10 <5 <1

실리카(ppb) 10 5 <1 <1 <0.5 <0.1

금속(ppt) 1000 100~500 <100 <10~50 <5 <1

18. 반도체별 제조용 수질 기준



1 0- 1 9 . 일 반적인 수질분 석 항목

주요 양이온 주요 음이온 기타 금속류 기타 분석항목

칼슘 (Ca) 카보네이트 (CO3) 바륨 (Ba) SDI

마그네슘 (Mg) 바이카보네이트(HCO3) 스트론슘 (Sr) 탁도

칼륨 (K) 염소 (Cl) 철 (Fe) TOC

나트륨 (Na) 질산 (NO3) 알루미늄 (Al) 불소 (F)

황산 (SO4) 구리 (Cu) 실리카 (SiO2)

아연 (Zn) 이산화탄소

pH

증발잔유물(TDS)

19. 일번적인 수질분석 항목



1 0- 2 0 . S DI에 따른 최 대 유량 및 회 수율

유입원수 SDI 최대 유량(GFD) 최대 회수율(%)

R/O 생산수 <1 38 40

UF 생산수 <1 35 25

연수화된 지하수 <3 28 12

연수화된 지표수 3∼5 18 11

지표수 3∼5 15 9.5

해수 <5 20 8

주의 : 이 설계기준이 모든 설비에 맞게 적용되는 것은 아니다.

다만 하나의 설계 기준으로 활용될 수 있으며, 일반적인 현장의 원수에는 다양한 오염

원들을 함유하고 있고, 계절에 따른 수질변화등 여러 가지 변수들도 고려되어야 한다.

20. SDI에 따른 최대 최대 유량 및 회수율



1 0- 2 1 . 각 변 수들 의 변화에 따 른 CSM 성능변 화

1 ) 온도 변화에 따른 CSM 성능변화

0 10 20 30 40 50

0

20

25

30

35

40

B L g r a d e

B N , B E g r a d e

GF

D(g

al/

ft2·

da

y)

T e m p e r a t u r e (o

C )

0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0

98.2

98.4

98.6

98.8

99.0

99.2

99.4

99.6

99.8

BL grade

B N , B E g r a d e

Rej

ectio

n(%

)

Tempera tu re (oC )

<테스트조건>

항 목 원수농도(ppm) 압력(Kg/cm2) 온도() 회수율(%) 비 고

BN,BE grade 2,000 15 변수 15 25에서 15%회수율에 해당하는

Drain 고정BL grade 2,000 10 변수 15

21. 각 변수들의 변화에 따른 CSM 성능변화



2 ) 압력 변화에 따른 CSM 성능변화

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

0

10

20

30

40

50

60

70

B L g r a d e

B N , B E g r a d e

GF

D(g

al/f

t2 ·da

y)

P r e s s u r e ( K g / c m 2)

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

96.5

97.0

97.5

98.0

98.5

99.0

99.5

100.0

B L g r a d e

B N , B E g r a d e

Rej

ecti

on(%

)

P r e s s u r e ( K g / c m2)

<테스트조건>


BN,BE grade 2,000 변수 25 15 15Kg/cm2에서 15%회수율에 해당

하는Drain 고정BL grade 2,000 변수 25 15




3 ) 원수농도 변화 에 따른 CSM 성능변 화

0 2000 4000 6000 8000 10000

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

B L g r a d eB N , B E g r a d e

GF

D(g

al/f

t2 ·da

y)

C o n c e n t r a t i o n ( p p m )

0 2000 4000 6000 8000 10000

95

96

97

98

99

100

B L g r a d e

B N , B E g r a d e

Rej

ecti

on(%

)

C o n c e n t r a t i o n ( p p m )

<테스트조건>


BN,BE grade 변수 15 25 15 2000ppm 에서 15%회수율에 해당

하는Drain 고정BL grade 변수 10 25 15




4 ) pH 변화에 따른 CSM 성능변화

0 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4

0

1 0

2 0

3 0

4 0

BN,BE grade

BL grade

GFD

(gal

/ft2 ·

day)

p H

0 2 4 6 8 1 0 1 2

9 0

9 2

9 4

9 6

9 8

100

BL grade

BN,BE grade

Rej

ectio

n(%

)

p H

<테스트조건>


BN,BE grade 2,000 15 25 15

BL grade 2,000 10 25 15




5 ) 회수율 변화에 따른 CSM 성능변화

0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0

0

5

1 0

1 5

2 0

2 5

3 0

3 5

4 0

BN,BE grade

BL grade

GFD

(gal

/ft2 ·

day)

R e c o v e r y ( % )

0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0

95.0

95.5

96.0

96.5

97.0

97.5

98.0

98.5

99.0

99.5

100.0

BN,BE grade

BL grade

Rej

ectio

n(%

)

R e c o v e r y ( % )

<테스트조건>


BN,BE grade 2,000 15 25 변수

BL grade 2,000 10 25 변수




1 0- 2 2 . 온 도 보정 계 수(Temp eratu re C o rrec tio n Facto r, T C F )

1 ) BN, BE, TN g rade 의 온도 보정 계수

T e m p 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9

5 2 . 1 3 4 2 . 1 2 5 2 . 1 1 7 2 . 1 0 8 2 . 1 0 0 2 . 0 9 1 2 . 0 8 3 2 . 0 7 4 2 . 0 6 6 2 . 0 5 8

6 2 . 0 4 9 2 . 0 4 1 2 . 0 3 3 2 . 0 2 5 2 . 0 1 7 2 . 0 0 9 2 . 0 0 1 1 . 9 9 3 1 . 9 8 5 1 . 9 7 7

7 1 . 9 6 9 1 . 9 6 1 1 . 9 5 3 1 . 9 4 5 1 . 9 3 7 1 . 9 3 0 1 . 9 2 2 1 . 9 1 4 1 . 9 0 7 1 . 8 9 9

8 1 . 8 9 2 1 . 8 8 4 1 . 8 7 7 1 . 8 6 9 1 . 8 6 2 1 . 8 5 5 1 . 8 4 7 1 . 8 4 0 1 . 8 3 3 1 . 8 2 5

9 1 . 8 1 8 1 . 8 1 1 1 . 8 0 4 1 . 7 9 7 1 . 7 9 0 1 . 7 8 3 1 . 7 7 6 1 . 7 6 9 1 . 7 6 2 1 . 7 5 5

1 0 1 . 7 4 8 1 . 7 4 1 1 . 7 3 4 1 . 7 2 8 1 . 7 2 1 1 . 7 1 4 1 . 7 0 7 1 . 7 0 1 1 . 6 9 4 1 . 6 8 8

1 1 1 . 6 8 1 1 . 6 7 5 1 . 6 6 8 1 . 6 6 2 1 . 6 5 5 1 . 6 4 9 1 . 6 4 2 1 . 6 3 6 1 . 6 3 0 1 . 6 2 3

1 2 1 . 6 1 7 1 . 6 1 1 1 . 6 0 5 1 . 5 9 8 1 . 5 9 2 1 . 5 8 6 1 . 5 8 0 1 . 5 7 4 1 . 5 6 8 1 . 5 6 2

1 3 1 . 5 5 6 1 . 5 5 0 1 . 5 4 4 1 . 5 3 8 1 . 5 3 2 1 . 5 2 6 1 . 5 2 1 1 . 5 1 5 1 . 5 0 9 1 . 5 0 3

1 4 1 . 4 9 8 1 . 4 9 2 1 . 4 8 6 1 . 4 8 1 1 . 4 7 5 1 . 4 6 9 1 . 4 6 4 1 . 4 5 8 1 . 4 5 3 1 . 4 4 7

1 5 1 . 4 4 2 1 . 4 3 6 1 . 4 3 1 1 . 4 2 5 1 . 4 2 0 1 . 4 1 5 1 . 4 0 9 1 . 4 0 4 1 . 3 9 9 1 . 3 9 4

1 6 1 . 3 8 8 1 . 3 8 3 1 . 3 7 8 1 . 3 7 3 1 . 3 6 8 1 . 3 6 3 1 . 3 5 7 1 . 3 5 2 1 . 3 4 7 1 . 3 4 2

1 7 1 . 3 3 7 1 . 3 3 2 1 . 3 2 7 1 . 3 2 2 1 . 3 1 8 1 . 3 1 3 1 . 3 0 8 1 . 3 0 3 1 . 2 9 8 1 . 2 9 3

1 8 1 . 2 8 8 1 . 2 8 4 1 . 2 7 9 1 . 2 7 4 1 . 2 7 0 1 . 2 6 5 1 . 2 6 0 1 . 2 5 6 1 . 2 5 1 1 . 2 4 6

1 8 1 . 2 8 8 1 . 2 8 4 1 . 2 7 9 1 . 2 7 4 1 . 2 7 0 1 . 2 6 5 1 . 2 6 0 1 . 2 5 6 1 . 2 5 1 1 . 2 4 6

2 0 1 . 1 9 7 1 . 1 9 3 1 . 1 8 8 1 . 1 8 4 1 . 1 8 0 1 . 1 7 5 1 . 1 7 1 1 . 1 6 7 1 . 1 6 3 1 . 1 5 8

2 1 1 . 1 5 4 1 . 1 5 0 1 . 1 4 6 1 . 1 4 2 1 . 1 3 8 1 . 1 3 3 1 . 1 2 9 1 . 1 2 5 1 . 1 2 1 1 . 1 1 7

2 2 1 . 1 1 3 1 . 1 0 9 1 . 1 0 5 1 . 1 0 1 1 . 0 9 7 1 . 0 9 3 1 . 0 8 9 1 . 0 8 5 1 . 0 8 2 1 . 0 7 8

2 3 1 . 0 7 4 1 . 0 7 0 1 . 0 6 6 1 . 0 6 2 1 . 0 5 9 1 . 0 5 5 1 . 0 5 1 1 . 0 4 7 1 . 0 4 4 1 . 0 4 0

2 4 1 . 0 3 6 1 . 0 3 2 1 . 0 2 9 1 . 0 2 5 1 . 0 2 1 1 . 0 1 8 1 . 0 1 4 1 . 0 1 1 1 . 0 0 7 1 . 0 0 4

2 5 1 . 0 0 0 0 . 9 9 6 0 . 9 9 3 0 . 9 8 9 0 . 9 8 6 0 . 9 8 3 0 . 9 7 9 0 . 9 7 6 0 . 9 7 2 0 . 9 6 9

2 6 0 . 9 7 0 0 . 9 7 0 0 . 9 7 0 0 . 9 7 0 0 . 9 7 0 0 . 9 7 0 0 . 9 7 0 0 . 9 7 0 0 . 9 7 0 0 . 9 7 0

2 7 0 . 9 4 0 0 . 9 4 0 0 . 9 4 0 0 . 9 4 0 0 . 9 4 0 0 . 9 4 0 0 . 9 4 0 0 . 9 4 0 0 . 9 4 0 0 . 9 4 0

2 8 0 . 9 1 2 0 . 9 1 2 0 . 9 1 2 0 . 9 1 2 0 . 9 1 2 0 . 9 1 2 0 . 9 1 2 0 . 9 1 2 0 . 9 1 2 0 . 9 1 2

2 9 0 . 8 8 5 0 . 8 8 5 0 . 8 8 5 0 . 8 8 5 0 . 8 8 5 0 . 8 8 5 0 . 8 8 5 0 . 8 8 5 0 . 8 8 5 0 . 8 8 5

3 0 0 . 8 5 9 0 . 8 5 9 0 . 8 5 9 0 . 8 5 9 0 . 8 5 9 0 . 8 5 9 0 . 8 5 9 0 . 8 5 9 0 . 8 5 9 0 . 8 5 9

3 1 0 . 8 3 3 0 . 8 3 3 0 . 8 3 3 0 . 8 3 3 0 . 8 3 3 0 . 8 3 3 0 . 8 3 3 0 . 8 3 3 0 . 8 3 3 0 . 8 3 3

3 2 0 . 8 0 9 0 . 8 0 9 0 . 8 0 9 0 . 8 0 9 0 . 8 0 9 0 . 8 0 9 0 . 8 0 9 0 . 8 0 9 0 . 8 0 9 0 . 8 0 9

3 3 0 . 7 8 6 0 . 7 8 6 0 . 7 8 6 0 . 7 8 6 0 . 7 8 6 0 . 7 8 6 0 . 7 8 6 0 . 7 8 6 0 . 7 8 6 0 . 7 8 6

3 4 0 . 7 6 3 0 . 7 6 3 0 . 7 6 3 0 . 7 6 3 0 . 7 6 3 0 . 7 6 3 0 . 7 6 3 0 . 7 6 3 0 . 7 6 3 0 . 7 6 3

3 5 0 . 7 4 1 0 . 7 4 1 0 . 7 4 1 0 . 7 4 1 0 . 7 4 1 0 . 7 4 1 0 . 7 4 1 0 . 7 4 1 0 . 7 4 1 0 . 7 4 1

3 6 0 . 7 2 0 0 . 7 2 0 0 . 7 2 0 0 . 7 2 0 0 . 7 2 0 0 . 7 2 0 0 . 7 2 0 0 . 7 2 0 0 . 7 2 0 0 . 7 2 0

3 7 0 . 7 0 0 0 . 7 0 0 0 . 7 0 0 0 . 7 0 0 0 . 7 0 0 0 . 7 0 0 0 . 7 0 0 0 . 7 0 0 0 . 7 0 0 0 . 7 0 0

3 8 0 . 6 8 0 0 . 6 8 0 0 . 6 8 0 0 . 6 8 0 0 . 6 8 0 0 . 6 8 0 0 . 6 8 0 0 . 6 8 0 0 . 6 8 0 0 . 6 8 0

3 9 0 . 6 6 1 0 . 6 6 1 0 . 6 6 1 0 . 6 6 1 0 . 6 6 1 0 . 6 6 1 0 . 6 6 1 0 . 6 6 1 0 . 6 6 1 0 . 6 6 1

4 0 0 . 6 4 3 0 . 6 4 3 0 . 6 4 3 0 . 6 4 3 0 . 6 4 3 0 . 6 4 3 0 . 6 4 3 0 . 6 4 3 0 . 6 4 3 0 . 6 4 3

22. 온도 보정 계수



2 ) BL g rade 의 온 도 보정 계수

Temp 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

5 2.088 2.080 2.072 2.064 2.056 2.048 2.039 2.031 2.024 2.016

6 2.008 2.000 1.992 1.984 1.977 1.969 1.961 1.954 1.946 1.938

7 1.931 1.923 1.916 1.908 1.901 1.894 1.886 1.879 1.872 1.865

8 1.857 1.850 1.843 1.836 1.829 1.822 1.815 1.808 1.801 1.794

9 1.787 1.780 1.774 1.767 1.760 1.753 1.747 1.740 1.733 1.727

10 1.720 1.714 1.707 1.701 1.694 1.688 1.681 1.675 1.669 1.662

11 1.656 1.650 1.644 1.638 1.631 1.625 1.619 1.613 1.607 1.601

12 1.595 1.589 1.583 1.577 1.571 1.565 1.560 1.554 1.548 1.542

13 1.536 1.531 1.525 1.519 1.514 1.508 1.502 1.497 1.491 1.486

14 1.480 1.475 1.469 1.464 1.459 1.453 1.448 1.443 1.437 1.432

15 1.427 1.421 1.416 1.411 1.406 1.401 1.396 1.391 1.385 1.380

16 1.375 1.370 1.365 1.360 1.355 1.351 1.346 1.341 1.336 1.331

17 1.326 1.321 1.317 1.312 1.307 1.302 1.298 1.293 1.288 1.284

18 1.279 1.275 1.270 1.265 1.261 1.256 1.252 1.247 1.243 1.238

18 1.279 1.275 1.270 1.265 1.261 1.256 1.252 1.247 1.243 1.238

20 1.191 1.187 1.182 1.178 1.174 1.170 1.166 1.162 1.158 1.153

21 1.149 1.145 1.141 1.137 1.133 1.129 1.125 1.121 1.118 1.114

22 1.110 1.106 1.102 1.098 1.094 1.090 1.087 1.083 1.079 1.075

23 1.072 1.068 1.064 1.060 1.057 1.053 1.049 1.046 1.042 1.039

24 1.035 1.031 1.028 1.024 1.021 1.017 1.014 1.010 1.007 1.003

25 1.000 0.997 0.993 0.990 0.986 0.983 0.980 0.976 0.973 0.970

26 0.971 0.971 0.971 0.971 0.971 0.971 0.971 0.971 0.971 0.971

27 0.942 0.942 0.942 0.942 0.942 0.942 0.942 0.942 0.942 0.942

28 0.915 0.915 0.915 0.915 0.915 0.915 0.915 0.915 0.915 0.915

29 0.888 0.888 0.888 0.888 0.888 0.888 0.888 0.888 0.888 0.888

30 0.863 0.863 0.863 0.863 0.863 0.863 0.863 0.863 0.863 0.863

31 0.838 0.838 0.838 0.838 0.838 0.838 0.838 0.838 0.838 0.838

32 0.815 0.815 0.815 0.815 0.815 0.815 0.815 0.815 0.815 0.815

33 0.792 0.792 0.792 0.792 0.792 0.792 0.792 0.792 0.792 0.792

34 0.770 0.770 0.770 0.770 0.770 0.770 0.770 0.770 0.770 0.770

35 0.748 0.748 0.748 0.748 0.748 0.748 0.748 0.748 0.748 0.748

36 0.728 0.728 0.728 0.728 0.728 0.728 0.728 0.728 0.728 0.728

37 0.708 0.708 0.708 0.708 0.708 0.708 0.708 0.708 0.708 0.708

38 0.689 0.689 0.689 0.689 0.689 0.689 0.689 0.689 0.689 0.689

39 0.670 0.670 0.670 0.670 0.670 0.670 0.670 0.670 0.670 0.670

40 0.652 0.652 0.652 0.652 0.652 0.652 0.652 0.652 0.652 0.652




3 ) 가정용 일반 모듈의 온도 보정 계수

T e m p 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9

5 1 . 9 9 9 1 . 9 9 2 1 . 9 8 5 1 . 9 7 7 1 . 9 7 0 1 . 9 6 3 1 . 9 5 5 1 . 9 4 8 1 . 9 4 1 1 . 9 3 4

6 1 . 9 2 7 1 . 9 2 0 1 . 9 1 3 1 . 9 0 6 1 . 8 9 9 1 . 8 9 2 1 . 8 8 5 1 . 8 7 8 1 . 8 7 1 1 . 8 6 4

7 1 . 8 5 7 1 . 8 5 1 1 . 8 4 4 1 . 8 3 7 1 . 8 3 0 1 . 8 2 4 1 . 8 1 7 1 . 8 1 0 1 . 8 0 4 1 . 7 9 7

8 1 . 7 9 1 1 . 7 8 4 1 . 7 7 8 1 . 7 7 1 1 . 7 6 5 1 . 7 5 9 1 . 7 5 2 1 . 7 4 6 1 . 7 4 0 1 . 7 3 3

9 1 . 7 2 7 1 . 7 2 1 1 . 7 1 5 1 . 7 0 9 1 . 7 0 2 1 . 6 9 6 1 . 6 9 0 1 . 6 8 4 1 . 6 7 8 1 . 6 7 2

1 0 1 . 6 6 6 1 . 6 6 0 1 . 6 5 4 1 . 6 4 8 1 . 6 4 2 1 . 6 3 7 1 . 6 3 1 1 . 6 2 5 1 . 6 1 9 1 . 6 1 3

1 1 1 . 6 0 8 1 . 6 0 2 1 . 5 9 6 1 . 5 9 1 1 . 5 8 5 1 . 5 7 9 1 . 5 7 4 1 . 5 6 8 1 . 5 6 3 1 . 5 5 7

1 2 1 . 5 5 2 1 . 5 4 6 1 . 5 4 1 1 . 5 3 5 1 . 5 3 0 1 . 5 2 5 1 . 5 1 9 1 . 5 1 4 1 . 5 0 8 1 . 5 0 3

1 3 1 . 4 9 8 1 . 4 9 3 1 . 4 8 7 1 . 4 8 2 1 . 4 7 7 1 . 4 7 2 1 . 4 6 7 1 . 4 6 2 1 . 4 5 7 1 . 4 5 2

1 4 1 . 4 4 6 1 . 4 4 1 1 . 4 3 6 1 . 4 3 1 1 . 4 2 6 1 . 4 2 2 1 . 4 1 7 1 . 4 1 2 1 . 4 0 7 1 . 4 0 2

1 5 1 . 3 9 7 1 . 3 9 2 1 . 3 8 7 1 . 3 8 3 1 . 3 7 8 1 . 3 7 3 1 . 3 6 8 1 . 3 6 4 1 . 3 5 9 1 . 3 5 4

1 6 1 . 3 5 0 1 . 3 4 5 1 . 3 4 1 1 . 3 3 6 1 . 3 3 1 1 . 3 2 7 1 . 3 2 2 1 . 3 1 8 1 . 3 1 3 1 . 3 0 9

1 7 1 . 3 0 4 1 . 3 0 0 1 . 2 9 5 1 . 2 9 1 1 . 2 8 7 1 . 2 8 2 1 . 2 7 8 1 . 2 7 4 1 . 2 6 9 1 . 2 6 5

1 8 1 . 2 6 1 1 . 2 5 6 1 . 2 5 2 1 . 2 4 8 1 . 2 4 4 1 . 2 4 0 1 . 2 3 5 1 . 2 3 1 1 . 2 2 7 1 . 2 2 3

1 9 1 . 2 1 9 1 . 2 1 5 1 . 2 1 1 1 . 2 0 7 1 . 2 0 3 1 . 1 9 9 1 . 1 9 5 1 . 1 9 1 1 . 1 8 7 1 . 1 8 3

2 0 1 . 1 7 9 1 . 1 7 5 1 . 1 7 1 1 . 1 6 7 1 . 1 6 3 1 . 1 5 9 1 . 1 5 5 1 . 1 5 1 1 . 1 4 8 1 . 1 4 4

2 1 1 . 1 4 0 1 . 1 3 6 1 . 1 3 2 1 . 1 2 9 1 . 1 2 5 1 . 1 2 1 1 . 1 1 8 1 . 1 1 4 1 . 1 1 0 1 . 1 0 7

2 2 1 . 1 0 3 1 . 0 9 9 1 . 0 9 6 1 . 0 9 2 1 . 0 8 8 1 . 0 8 5 1 . 0 8 1 1 . 0 7 8 1 . 0 7 4 1 . 0 7 1

2 3 1 . 0 6 7 1 . 0 6 4 1 . 0 6 0 1 . 0 5 7 1 . 0 5 3 1 . 0 5 0 1 . 0 4 7 1 . 0 4 3 1 . 0 4 0 1 . 0 3 6

2 4 1 . 0 3 3 1 . 0 3 0 1 . 0 2 6 1 . 0 2 3 1 . 0 2 0 1 . 0 1 6 1 . 0 1 3 1 . 0 1 0 1 . 0 0 6 1 . 0 0 3

2 5 1 . 0 0 0 0 . 9 9 7 0 . 9 9 4 0 . 9 9 0 0 . 9 8 7 0 . 9 8 4 0 . 9 8 1 0 . 9 7 8 0 . 9 7 5 0 . 9 7 1

2 6 0 . 9 6 8 0 . 9 6 5 0 . 9 6 2 0 . 9 5 9 0 . 9 5 6 0 . 9 5 3 0 . 9 5 0 0 . 9 4 7 0 . 9 4 4 0 . 9 4 1

2 7 0 . 9 3 8 0 . 9 3 5 0 . 9 3 2 0 . 9 2 9 0 . 9 2 6 0 . 9 2 3 0 . 9 2 0 0 . 9 1 7 0 . 9 1 4 0 . 9 1 1

2 8 0 . 9 0 8 0 . 9 0 6 0 . 9 0 3 0 . 9 0 0 0 . 8 9 7 0 . 8 9 4 0 . 8 9 1 0 . 8 8 9 0 . 8 8 6 0 . 8 8 3

2 9 0 . 8 8 0 0 . 8 7 7 0 . 8 7 5 0 . 8 7 2 0 . 8 6 9 0 . 8 6 7 0 . 8 6 4 0 . 8 6 1 0 . 8 5 8 0 . 8 5 6

3 0 0 . 8 5 3 0 . 8 5 0 0 . 8 4 8 0 . 8 4 5 0 . 8 4 2 0 . 8 4 0 0 . 8 3 7 0 . 8 3 5 0 . 8 3 2 0 . 8 2 9

3 1 0 . 8 2 7 0 . 8 2 4 0 . 8 2 2 0 . 8 1 9 0 . 8 1 7 0 . 8 1 4 0 . 8 1 2 0 . 8 0 9 0 . 8 0 7 0 . 8 0 4

3 2 0 . 8 0 2 0 . 7 9 9 0 . 7 9 7 0 . 7 9 4 0 . 7 9 2 0 . 7 8 9 0 . 7 8 7 0 . 7 8 5 0 . 7 8 2 0 . 7 8 0

3 3 0 . 7 7 7 0 . 7 7 5 0 . 7 7 3 0 . 7 7 0 0 . 7 6 8 0 . 7 6 6 0 . 7 6 3 0 . 7 6 1 0 . 7 5 9 0 . 7 5 6

3 4 0 . 7 5 4 0 . 7 5 2 0 . 7 4 9 0 . 7 4 7 0 . 7 4 5 0 . 7 4 3 0 . 7 4 0 0 . 7 3 8 0 . 7 3 6 0 . 7 3 4

3 5 0 . 7 3 1 0 . 7 2 9 0 . 7 2 7 0 . 7 2 5 0 . 7 2 3 0 . 7 2 1 0 . 7 1 8 0 . 7 1 6 0 . 7 1 4 0 . 7 1 2

3 6 0 . 7 1 0 0 . 7 0 8 0 . 7 0 5 0 . 7 0 3 0 . 7 0 1 0 . 6 9 9 0 . 6 9 7 0 . 6 9 5 0 . 6 9 3 0 . 6 9 1

3 7 0 . 6 8 9 0 . 6 8 7 0 . 6 8 5 0 . 6 8 3 0 . 6 8 1 0 . 6 7 9 0 . 6 7 7 0 . 6 7 5 0 . 6 7 3 0 . 6 7 1

3 8 0 . 6 6 9 0 . 6 6 7 0 . 6 6 5 0 . 6 6 3 0 . 6 6 1 0 . 6 5 9 0 . 6 5 7 0 . 6 5 5 0 . 6 5 3 0 . 6 5 1

3 9 0 . 6 4 9 0 . 6 4 7 0 . 6 4 5 0 . 6 4 3 0 . 6 4 2 0 . 6 4 0 0 . 6 3 8 0 . 6 3 6 0 . 6 3 4 0 . 6 3 2

4 0 0 . 6 3 0 0 . 6 2 8 0 . 6 2 7 0 . 6 2 5 0 . 6 2 3 0 . 6 2 1 0 . 6 1 9 0 . 6 1 8 0 . 6 1 6 0 . 6 1 4




4 ) 가정용 저압 모듈의 온도 보정 계수

Temp 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

5 1.910 1.903 1.897 1.890 1.884 1.877 1.871 1.864 1.858 1.851

6 1.845 1.839 1.832 1.826 1.820 1.814 1.807 1.801 1.795 1.789

7 1.783 1.777 1.771 1.765 1.759 1.753 1.747 1.741 1.735 1.729

8 1.723 1.717 1.711 1.706 1.700 1.694 1.688 1.683 1.677 1.671

9 1.666 1.660 1.655 1.649 1.643 1.638 1.632 1.627 1.622 1.616

10 1.611 1.605 1.600 1.595 1.589 1.584 1.579 1.574 1.568 1.563

11 1.558 1.553 1.548 1.542 1.537 1.532 1.527 1.522 1.517 1.512

12 1.507 1.502 1.497 1.492 1.487 1.483 1.478 1.473 1.468 1.463

13 1.458 1.454 1.449 1.444 1.439 1.435 1.430 1.425 1.421 1.416

14 1.412 1.407 1.402 1.398 1.393 1.389 1.384 1.380 1.375 1.371

15 1.367 1.362 1.358 1.353 1.349 1.345 1.340 1.336 1.332 1.327

16 1.323 1.319 1.315 1.311 1.306 1.302 1.298 1.294 1.290 1.286

17 1.282 1.278 1.273 1.269 1.265 1.261 1.257 1.253 1.249 1.245

18 1.242 1.238 1.234 1.230 1.226 1.222 1.218 1.214 1.211 1.207

19 1.203 1.199 1.195 1.192 1.188 1.184 1.181 1.177 1.173 1.170

20 1.166 1.162 1.159 1.155 1.151 1.148 1.144 1.141 1.137 1.134

21 1.130 1.127 1.123 1.120 1.116 1.113 1.109 1.106 1.103 1.099

22 1.096 1.092 1.089 1.086 1.082 1.079 1.076 1.072 1.069 1.066

23 1.063 1.059 1.056 1.053 1.050 1.047 1.043 1.040 1.037 1.034

24 1.031 1.028 1.025 1.021 1.018 1.015 1.012 1.009 1.006 1.003

25 1.000 0.997 0.994 0.991 0.988 0.985 0.982 0.979 0.976 0.973

26 0.970 0.967 0.965 0.962 0.959 0.956 0.953 0.950 0.947 0.945

27 0.942 0.939 0.936 0.933 0.931 0.928 0.925 0.922 0.920 0.917

28 0.914 0.912 0.909 0.906 0.904 0.901 0.898 0.896 0.893 0.890

29 0.888 0.885 0.883 0.880 0.877 0.875 0.872 0.870 0.867 0.865

30 0.862 0.860 0.857 0.855 0.852 0.850 0.847 0.845 0.842 0.840

31 0.837 0.835 0.833 0.830 0.828 0.825 0.823 0.821 0.818 0.816

32 0.814 0.811 0.809 0.807 0.804 0.802 0.800 0.797 0.795 0.793

33 0.790 0.788 0.786 0.784 0.781 0.779 0.777 0.775 0.773 0.770

34 0.768 0.766 0.764 0.762 0.760 0.757 0.755 0.753 0.751 0.749

35 0.747 0.745 0.743 0.740 0.738 0.736 0.734 0.732 0.730 0.728

36 0.726 0.724 0.722 0.720 0.718 0.716 0.714 0.712 0.710 0.708

37 0.706 0.704 0.702 0.700 0.698 0.696 0.694 0.692 0.690 0.689

38 0.687 0.685 0.683 0.681 0.679 0.677 0.675 0.673 0.672 0.670

39 0.668 0.666 0.664 0.662 0.661 0.659 0.657 0.655 0.653 0.652

40 0.650 0.648 0.646 0.645 0.643 0.641 0.639 0.638 0.636 0.634




1 0- 2 3 . 유 용한 단 위 환산표

1 ) 길이

1 cm = 0.3937 inch = 0.03281 ft

1 inch = 2.54 cm = 0.08333 ft

1 ft = 30.48 cm = 12 inch

2 ) 부피

1 m3 = 1000 L

1 m3 = 35.3165 ft 3

1 m3 = 264.186 gal

1 m3(물) = 1 ton

1 ft 3 = 7.48 gal

1 gal = 0.1337 ft 3

1 gal = 0.00378 m3 = 3.785 L

3 ) 넓이

1 m2 = 10.764 ft 2

1 ft 2 = 0.092903 m2

4 ) 압력

1 kg/cm2 = 14.22 psig(pound per squre inches, lb/in2)

1 psig = 0.07031 kg/cm2

1 atm = 1.0332 kg/cm2

1 kg/cm2 = 0.9678 atm

5 ) 기타

1 GPD(gal/day) = 0.0001575 m3/hr = 0.1575 L/hr = 0.00378 m3/day

1 GPM(gal/min) = 0.06308 L/hr = 3.785 LPM(L/min)

1 L/hr = 6.349 GPD

1 gfd(gal/ft 2day) = 0.00001463 m/hr = 0.01463 L/m2hr

1 L/m2hr = 68.353 gfd

1 mg/L = 1 ppm

1 % = 10,000 ppm

23. 유용한 단위 환산표

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